Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с Amplicons )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Матрица последовательности ампликона, подготовленная для амплификации. Целевая последовательность для амплификации окрашена в зеленый цвет.

В молекулярной биологии , ампликон представляет собой фрагмент ДНК или РНК , которая является источником и / или продукт амплификации или репликации событий. Он может быть образован искусственно с использованием различных методов, включая полимеразные цепные реакции (ПЦР) или лигазные цепные реакции (LCR), или естественным путем путем дупликации генов . В этом контексте амплификация относится к производству одной или нескольких копий генетического фрагмента или целевой последовательности, в частности ампликона. Поскольку это относится к продукту реакции амплификации, ампликон используется взаимозаменяемо с общепринятыми лабораторными терминами, такими как «продукт ПЦР».

Искусственное усиление используется в исследованиях , [1] судебно - медицинской экспертизы , [2] и медицина [1] для целей , которые включают в себя обнаружение и количественное определением инфекционных агентов , [3] идентификации человеческих останков, [4] и извлечение генотипов из человеческого волоса. [2]

Дублирование естественных генов играет важную роль в эволюции . Он также вовлечен в несколько форм рака человека, включая первичную В-клеточную лимфому средостения и лимфому Ходжкина . [5] В этом контексте термин ампликон может относиться как к участку хромосомной ДНК, который был вырезан, амплифицирован и повторно вставлен в другое место генома , так и к фрагменту внехромасомной ДНК, известному как двойная минута , каждый из которых может быть состоит из одного или нескольких генов . Амплификация генов, кодируемых этими ампликонами, обычно увеличивает транскрипцию.этих генов и, в конечном итоге, объем связанных белков . [6]

Структура [ править ]

Ампликоны в целом представляют собой генетические последовательности с прямым повторением (голова к хвосту) или инвертированным повтором (голова к голове или хвост к хвосту) и могут иметь линейную или кольцевую структуру. [7] Круглые ампликоны состоят из несовершенных перевернутых дупликаций, отожженных в круг [8], и, как полагают, возникают из линейных ампликонов-предшественников. [9]

Во время искусственной амплификации длина ампликона определяется экспериментальными целями. [10]

Технология [ править ]

Анализ ампликонов стал возможным благодаря развитию методов амплификации, таких как ПЦР , и все более дешевым и высокопроизводительным технологиям секвенирования ДНК или секвенированию следующего поколения , таким как ионно-полупроводниковое секвенирование , широко известное как торговая марка разработчик, Ион Торрент. [11]

Технологии секвенирования ДНК, такие как секвенирование следующего поколения, сделали возможным изучение ампликонов в геномной биологии и генетике , включая исследования генетики рака , [12] филогенетические исследования и генетику человека . [13] Например, используя ген 16S рРНК , который является частью каждого бактериального и архейного генома и является высококонсервативным, бактерии можно таксономически классифицировать путем сравнения последовательности ампликона с известными последовательностями. Это работает аналогично в грибковом домене с геном 18S рРНК , а также в некодирующей области ITS1 . [14]

Независимо от подхода, используемого для амплификации ампликонов, необходимо использовать некоторые методы для количественного определения амплифицированного продукта. [15] Как правило, эти методы включают этап захвата и этап обнаружения, хотя способ включения этих этапов зависит от конкретного анализа .

Примеры включают анализ Amplicor HIV-1 Monitor ( RT-PCR ), который способен распознавать ВИЧ в плазме ; QT ВИЧ-1 ( NASBA ), который используется для измерения вирусной нагрузки в плазме путем амплификации сегмента РНК ВИЧ; и опосредованная транскрипцией амплификация , в которой используется анализ защиты от гибридизации для распознавания инфекций Chlamydia trachomatis . [15]В каждом подходе к оценке продукта амплификации или ампликона используются различные этапы обнаружения и захвата. При секвенировании ампликонов большое количество различных ампликонов, полученных в результате амплификации обычного образца, объединяется и секвенируется. После того, как классификация для контроля качества проводится разными методами, подсчет идентичных таксонов показывает их относительную численность в выборке.

Приложения [ править ]

ПЦР можно использовать для определения пола по образцу ДНК человека. [16] локусы из элемента Alu вставки выбран, усиливается и оценивали с точки зрения размера фрагмента. В анализе пола используется AluSTXa для Х-хромосомы , AluSTYa для Y-хромосомы или одновременно AluSTXa и AluSTYa, чтобы снизить вероятность ошибки до незначительного количества. Вставленная хромосома дает большой фрагмент при амплификации гомологичной области . У самцов есть два ампликона ДНК, а у самок - только один ампликон. Набор, адаптированный для осуществления способа, включает пару праймеров для амплификации локуса и, необязательно, реагенты для полимеразной цепной реакции.[17]

LCR можно использовать для диагностики туберкулеза . [18] Последовательность, содержащая белковый антиген B, нацелена на четыре олигонуклеотидных праймера - два для смысловой цепи и два для антисмысловой цепи . Праймеры связываются рядом друг с другом, образуя сегмент двухцепочечной ДНК, который после разделения может служить мишенью для будущих раундов репликации. В этом случае продукт может быть обнаружен с помощью иммуноферментного анализа микрочастиц (MEIA) .

См. Также [ править ]

  • ДНК-полимераза
  • Расплав высокого разрешения
  • Анализ кривой плавления
  • Молекулярная биология

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Мейерс, Роберт А., изд. (1995). Молекулярная биология и биотехнология: всеобъемлющий настольный справочник . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство VCH. С.  53, 585 . ISBN 1-56081-925-1.
  2. ^ а б Уолш, ПС; Metzger, DA; Хигучи, Р. (1991). «Chelex 100 как среда для простого выделения ДНК для типирования на основе ПЦР из судебно-медицинских материалов». Биотехнологии . 10 (4): 506–13. PMID 1867860 . 
  3. ^ Отделение по делам потребителей (2010-08-17). «Монитор-тест Roche Amplicor на ВИЧ-1» . FDA . Проверено 16 октября 2012 .
  4. ^ Гилл, Питер; Иванов, Павел Л .; Кимптон, Колин; Пирси, Ромель; Бенсон, Никола; Талли, Джиллиан; Эветт, Ян; Хагельберг, Эрика; Салливан, Кевин (1994). «Идентификация останков семьи Романовых по анализу ДНК». Генетика природы . 6 (2): 130–5. DOI : 10.1038 / ng0294-130 . PMID 8162066 . 
  5. ^ Руи, Лисинь; Эмре, Н. К. Толга; Kruhlak, Майкл Дж .; Чунг, Хе-Чжон; Стейдл, Кристиан; Слэк, Грэм; Райт, Джордж В .; Ленц, Георг; и другие. (2010). «Кооперативная эпигенетическая модуляция генами раковых ампликонов» . Раковая клетка . 18 (6): 590–605. DOI : 10.1016 / j.ccr.2010.11.013 . PMC 3049192 . PMID 21156283 .  
  6. ^ Бигнелл, GR; Santarius, T .; Полюс, JCM; Батлер, AP; Perry, J .; Pleasance, E .; Greenman, C .; Menzies, A .; и другие. (2007). «Архитектура соматической перестройки генома в ампликонах рака человека при разрешении на уровне последовательности» . Геномные исследования . 17 (9): 1296–303. DOI : 10.1101 / gr.6522707 . PMC 1950898 . PMID 17675364 .  
  7. ^ Кон, Уолдо Э .; Молдав, Киви, ред. (1996). Прогресс в исследованиях нуклеиновых кислот и молекулярной биологии . Академическая пресса. стр.  280 -287. ISBN 978-0-12-540054-1.
  8. ^ Гродин, K; Рой, G; Уэллетт, М. (1996). «Формирование внехромосомных кольцевых ампликонов с прямой или инвертированной дупликацией у устойчивых к лекарствам Leishmania tarentolae» . Мол. Клетка. Биол . 16 (7): 3587–3595. DOI : 10.1128 / mcb.16.7.3587 . PMC 231354 . PMID 8668175 .  
  9. ^ Гродин, K; Кюдинг, К; Рой, G; Уэллетт, М. (1998). «Линейные ампликоны как предшественники амплифицированных кругов у устойчивых к метотрексату Leishmania tarentolae» . Nucleic Acids Res . 26 (14): 3372–3378. DOI : 10.1093 / NAR / 26.14.3372 . PMC 147699 . PMID 9649621 .  
  10. ^ Рекомендации по созданию праймеров для ПЦР. Premier Biosoft: ускорение исследований в области наук о жизни. Получено с: http://www.premierbiosoft.com/tech_notes/PCR_Primer_Design.html
  11. ^ "Официальная веб-страница Ion Torrent" . Архивировано из оригинала на 2012-11-06 . Проверено 16 октября 2018 .
  12. ^ Официальный веб-сайт Международного консорциума генома рака
  13. ^ Национальный институт исследования генома человека
  14. ^ Усик, Михайло; Зольник, Кристина П .; Патель, Хитеш; Леви, Майкл Х .; Бурк, Роберт Д. (13 декабря 2017 г.). Митчелл, Аарон П. (ред.). «Новые праймеры для грибков ITS1 для характеристики микобиома» . мСфера . 2 (6): e00488–17, /msphere/2/6/mSphere0488–17.atom. DOI : 10,1128 / mSphere.00488-17 . ISSN 2379-5042 . PMC 5729218 . PMID 29242834 .   
  15. ^ а б Стэнли, Дж. (2002). Основы иммунологии и серологии Жаклин Стэнли. Олбани, Нью-Йорк: Делмар.
  16. ^ Маннуччи, Армандо; Салливан, Кевин М .; Иванов, Павел Л .; Гилл, Питер (1994). «Судебно-медицинское применение быстрого и количественного теста пола ДНК путем амплификации гомологичного XY гена амелогенина». Международный журнал судебной медицины . 106 (4): 190–3. DOI : 10.1007 / BF01371335 . PMID 8038111 . 
  17. ^ Хеджес, Дейл J; Уокер, Джерилин А; Каллинан, Полина А; Шевале, Джайпракаш Г; Sinha, Sudhir K; Батцер, Марк А (2003). «Мобильный элементный тест для определения пола человека». Аналитическая биохимия . 312 (1): 77–9. DOI : 10.1016 / S0003-2697 (02) 00430-X . PMID 12479838 . 
  18. ↑ О'Коннор, TM (1 ноября 2000 г.). «Цепная реакция лигазы как инструмент первичного скрининга для выявления туберкулеза с положительной культурой» . Грудная клетка . 55 (11): 955–957. DOI : 10.1136 / thorax.55.11.955 . PMC 1745641 . PMID 11050266 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Леки, Грегор В .; Ли, Хелен Х. (1995). «Тестирование на инфекционные заболевания с помощью лигазной цепной реакции» . В Мейерс, Роберт А. (ред.). Молекулярная биология и биотехнология: всеобъемлющий настольный справочник . Нью-Йорк: Вили. С. 463–6. ISBN 978-0-471-18634-2.

Внешние ссылки [ править ]

«Что такое ампликон? См. Примеры различных приложений» . YouTube видео.