микрочип ДНК
Микроматрица ДНК (также известная как ДНК - чип или биочип ) представляет собой набор микроскопических пятен ДНК, прикрепленных к твердой поверхности. Ученые используют ДНК - микрочипы для одновременного измерения уровней экспрессии большого количества генов или для генотипирования нескольких областей генома. Каждое пятно ДНК содержит пикомоли ( 10-12 молей ) определенной последовательности ДНК, известной как зонды (или репортеры, или олигонуклеотиды ). Это может быть короткий участок гена или другой элемент ДНК, который используется для гибридизацииобразец кДНК или кРНК (также называемый антисмысловой РНК) (называемый мишенью ) в условиях высокой жесткости. Гибридизацию зонд-мишень обычно выявляют и количественно определяют путем обнаружения меченных флуорофором , серебром или хемилюминесценцией мишеней для определения относительного количества последовательностей нуклеиновых кислот в мишени. Первоначальные матрицы нуклеиновых кислот представляли собой макромассивы размером примерно 9 см × 12 см, а первый компьютерный анализ на основе изображений был опубликован в 1981 году. [1] Он был изобретен Патриком О. Брауном.. Примером его применения являются массивы SNP для полиморфизмов при сердечно-сосудистых заболеваниях, раке, патогенах и анализе GWAS. Он также используется для идентификации структурных вариаций и измерения экспрессии генов.
Основным принципом микрочипов является гибридизация между двумя цепями ДНК, свойство комплементарных последовательностей нуклеиновых кислот специфически соединяться друг с другом путем образования водородных связей между комплементарными парами нуклеотидных оснований . Большое количество комплементарных пар оснований в нуклеотидной последовательности означает более плотную нековалентную связь .соединение между двумя нитями. После отмывания последовательностей неспецифического связывания гибридизованными останутся только сильно спаренные нити. Флуоресцентно меченные последовательности-мишени, которые связываются с последовательностью зонда, генерируют сигнал, который зависит от условий гибридизации (таких как температура) и промывки после гибридизации. Общая мощность сигнала от точки (особенности) зависит от количества целевого образца, связывающегося с зондами, присутствующими в этой точке. В микроматрицах используется относительный количественный анализ, при котором интенсивность признака сравнивается с интенсивностью того же признака в других условиях, а идентичность признака определяется его положением.
Существует много типов массивов, и самое широкое различие заключается в том, расположены ли они в пространстве на поверхности или на кодированных шариках:
ДНК-микрочипы можно использовать для обнаружения ДНК (как при сравнительной геномной гибридизации ) или обнаружения РНК (чаще всего в виде кДНК после обратной транскрипции ), которая может транслироваться или не транслироваться в белки. Процесс измерения экспрессии генов с помощью кДНК называется анализом экспрессии или профилированием экспрессии .
Специализированные массивы, адаптированные к конкретным культурам , становятся все более популярными в приложениях молекулярной селекции . В будущем их можно будет использовать для проверки сеянцев на ранних стадиях, чтобы уменьшить количество ненужных сеянцев, испытываемых в селекционных операциях. [10]
Микрочипы могут быть изготовлены по-разному, в зависимости от количества исследуемых зондов, стоимости, требований к настройке и типа задаваемого научного вопроса. Массивы от коммерческих поставщиков могут иметь от 10 датчиков до 5 миллионов и более датчиков микрометрового масштаба.
