Ақпарат

Жасушадан ДНҚ-ны жою

Жасушадан ДНҚ-ны жою


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ақылсыз сұрақ болуы мүмкін, бірақ егер бір жасушалық ағзадан ДНҚ толығымен жойылса не болады? Менің білуімше, ДНҚ тек ақпаратты ұрпаққа тарату үшін қажет, ол өскен жасушадан алынып, жасанды ақуыз көзін сол жерге орналастырса, ол жұптау қабілетін жоғалтады ма, әлде бірден өледі ме?


Бұл жасушаның күйі мен белсенділігіне байланысты. Эритроциттер өздерінің ядролары мен ДНҚ мазмұнын тазартады және жаңа жасушаларды бөлу және қалыптастыру қабілетін жоғалтқанымен (яғни, ақырғы сараланған) өз функцияларын өте жақсы орындауды жалғастырады. Алайда жасушалардың көпшілігі геномның метаболикалық және функционалдық белсенділігін сақтау үшін генетикалық ақпаратты ақуызға транскрипциялауды және аударуды талап етеді.. Сіз айтқандай, ДНҚ жаңа жасушаларды бөлу және құру үшін де қажет болады, сондықтан бұл барлық ДНҚ-ны жоюдың бір маңызды кемшілігі болар еді. Экзогендік белоктарды немесе аминқышқылдарын қосу ақуыздың дұрыс өндірілуін және сақталуын қамтамасыз етуге көмектеспейді, өйткені белоктар ДНҚ-ның мобильді транскрипттері ретінде әрекет ететін мРНҚ арқылы кодталған. Олар ДНҚ транскрипциясына тәуелді, онсыз олар өмір сүре алмайды. Белоктар өздігінен түзілмейді. Ұзын сөздің қысқасы, ДНҚ әрқашан дерлік өте маңызды және егер сіз көптеген жасушалардан ядроны алып тастасаңыз, олар көп ұзамай өледі.


Гендерді тасымалдау әдістері: 6 әдіс

Бұл мақала генді тасымалдаудың алты әдісіне жарық түсіреді. Алты әдіс: (1) Трансформация (2) Конъюгация (3) Электропорация (4) Липосомалар арқылы генді тасымалдау (5) Трансдукция және (6) ДНҚ-ның тікелей тасымалдануы.

№1 әдіс. Трансформация:

Трансформация - бактерия жасушаларына бөгде ДНҚ енгізу әдісі (мысалы, E.coli). Плазмидтік ДНҚ-ның E.coli-мен жұтылуы мұздай салқын CaCl-де жүзеге асады2 (0-5°C) және одан кейінгі жылу соққысы (шамамен 90 сек ішінде 37-45°C). Бұл әдіс арқылы трансформация жиілігі, ол тасымалданатын жасуша популяциясының үлесіне жатады, жеткілікті жақсы, мысалы: 1000 (10 -3 ) ұяшық үшін шамамен бір ұяшық.

Трансформация тиімділігі:

Ол қосылған ДНҚ микрограммындағы транс-форманттар санына қатысты. E.coli үшін, плазмида арқылы трансформациялау, трансформация тиімділігі бүтін плазмидтік ДНҚ микрограмына шамамен 10 7-ден 10 8 жасушаға дейін. ДНҚ-ны қабылдай алатын бактериялық жасушалар құзыретті деп саналады. Өсу жағдайларын өзгерту арқылы құзыретті арттыруға болады.

Трансформация процесінің механизмі толық түсінілмеген. Бұл CaCI деп саналады2 жасуша қабырғасына әсер етеді, локализацияланған аймақтарда үзіледі, сонымен қатар ДНҚ-ның жасуша бетімен байланысуына жауап береді. Қысқа жылу соққысы (яғни температураның кенеттен 5°C-тан 40°C-қа дейін көтерілуі) ДНҚ-ны қабылдауды ынталандырады. Жалпы алғанда, үлкен өлшемді ДНҚ-ның трансформациясы тиімділігі төмен.

Трансформацияның басқа химиялық әдістері:

Кальций фосфаты (CaCI орнына2) ДНҚ-ны өсірілген жасушаларға тасымалдау үшін қолайлы. Кейде кальций фосфаты жасушаларға тұнбаға және уыттылыққа әкелуі мүмкін. Кейбір жұмысшылар ДНҚ тасымалдау үшін диэтил аминоэтилдекстран (DEAE -декстран) пайдаланады.

№2 әдіс. Конъюгация:

Конъюгация - бұл микробтардың табиғи рекомбинация процесі. Конъюгация кезінде екі тірі бактерия (донор және реципиент) бірігіп, цитоплазмалық көпірлер арқылы қосылып, бір тізбекті ДНҚ тасымалдайды (донордан реципиентке). Реципиент жасушаның ішінде жаңа ДНҚ хромосомамен интеграциялануы мүмкін (сирек) немесе бос қалуы мүмкін (плазмидалардағыдай).

Конъюгация бактериялардың әртүрлі тектерінің жасушаларында болуы мүмкін (мысалы, сальмонелла және шигелла жасушалары). Бұл бактериялық тектес жасушалар арасында болатын трансформациядан айырмашылығы. Осылайша, конъюгация арқылы екі түрлі және бір-бірімен байланысты емес бактериялардан гендердің тасымалдануы мүмкін.

Конъюгацияның табиғи құбылысы генді тасымалдау үшін пайдаланылады. Бұған плазмидті кірістіру ДНҚ-ны бір жасушадан екіншісіне тасымалдау арқылы қол жеткізіледі. Жалпы алғанда, плазмидаларда конъюгативтік функциялар жоқ, сондықтан олар ДНҚ-ны қабылдаушы жасушаларға тасымалдауға қабілетті емес. Дегенмен, конъюгативтік қасиеттері бар кейбір плазмидаларды дайындауға және қолдануға болады.

№3 әдіс. Электропорация:

Электропорация жоғары вольтты электр импульстары жасуша плазмасының мембраналарын балқытуға шақыра алатын принципке негізделген. Осылайша, электропорация - бұл электр өрісі арқылы мембрананың өткізгіштігін қамтитын әдіс. Электр тогының соғуы сонымен қатар суспензия ерітіндісінен экзогендік ДНҚ (электр импульстері пайда болған саңылаулар арқылы болады) жасушалық сіңірілуін тудыруы мүмкін.

Электропорация – әртүрлі ағзалардың (микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлар) жасушаларына гендерді енгізудің қарапайым және жылдам әдісі.

Гендерді сүтқоректілердің жасушаларына тасымалдауға арналған электропорацияның негізгі әдісі 6.11-суретте көрсетілген. Жасушалар ДНҚ бар ерітіндіге орналастырылады және мембраналардағы тесіктерді тудыратын электрлік соққыларға ұшырайды. Бөгде ДНҚ фрагменттері тесіктер арқылы цитоплазмаға, содан кейін ядроға енеді.

Электропорация – ұзындығы 100 кб-тан асатын кірістіру ДНҚ-лары бар плазмидалары бар E.coli жасушаларын түрлендірудің тиімді әдісі. Трансформация тиімділігі шағын плазмидалар үшін (шамамен 3кб) және үлкен плазмидалар үшін (шамамен 130 кб) ДНҚ-ның микрограммына шамамен 10 9 трансформаторды құрайды.

№4 әдіс. Липосомалар арқылы генді тасымалдау:

Липосомалар - бұл нуклеин қышқылдарын тасымалдай алатын сулы ішкі қабаты бар дөңгелек липидті молекулалар. Липосомалардағы ДНҚ-ны инкапсуляциялаудың бірнеше әдістері жасалған. Липофекция деп аталатын липосома арқылы генді тасымалдау 6.12-суретте көрсетілген.

ДНҚ фрагментін липосомалармен өңдеу кезінде ДНҚ бөліктері липосомалардың ішіне инкапсуляцияланады. Бұл липосомалар жасуша мембраналарына жабысып, ДНҚ фрагменттерін тасымалдау үшін олармен қосыла алады. Осылайша, ДНҚ жасушаға, содан кейін ядроға түседі. Оң зарядталған липосомалар ДНҚ-мен өте тиімді түрде қосылып, жасушалармен байланысады және ДНҚ-ны жылдам тасымалдайды.

Липофекция өте тиімді әдіс және гендерді бактериялық, жануар және өсімдік жасушаларына тасымалдау үшін қолданылады. Т

№5 әдіс. Трансдукция:

Кейде бөтен ДНҚ жануарлар вирустарының ішіне оралуы мүмкін. Бұл вирустар жасушаларды табиғи түрде жұқтырады және ДНҚ-ны қабылдаушы жасушаларға енгізе алады. Бұл тәсіл арқылы ДНҚ-ны тасымалдау трансдукция деп аталады.

№6 әдіс. ДНҚ-ның тікелей тасымалдануы:

ДНҚ-ны тікелей жасуша ядросына көшіруге болады. Микроинъекция және бөлшектерді бомбалау - осы мақсат үшін жиі қолданылатын екі әдіс.

Микроинъекция арқылы ДНҚ тасымалдау әдетте өсірілген жасушалар үшін қолданылады. Бұл әдіс ДНҚ-ны аналық жасушалар, жұмыртқалар және ерте эмбриондардың жасушалары сияқты үлкен жасушаларға енгізу үшін де пайдалы. Трансфекция термині ДНҚ-ны эукариоттық жасушаларға әртүрлі физикалық немесе химиялық әдістермен тасымалдау үшін қолданылады.


37 ДНҚ жасушада қалай орналасады

ДНҚ жұмыс істейтін молекула болып табылады, ол жасуша бөлінуге дайын болғанда репликациялануы (көшірілуі) керек және жасуша функцияларын орындау үшін ақуыздар сияқты молекулаларды шығару үшін «оқылуы» керек. Осы себепті ДНҚ өте ерекше тәсілдермен қорғалған және оралған. Олар соншалықты көп ақпаратты тасымалдауы керек болғандықтан, ДНҚ молекулалары өте ұзақ болуы мүмкін. Адамның бір жасушасындағы ДНҚ молекулалары бір-бірінен ұшына созылғанда, ұзындығы шамамен 2 метрге (шамамен 6 фут) жетеді. Осылайша, жасушаға арналған ДНҚ көзге көрінбейтін құрылымға (жасуша) сәйкес келуі және жұмыс істеуі үшін өте реттелген түрде оралуы керек.

Жасушаның ДНҚ-ның толық комплементі оның деп аталады геном. Прокариоттарда (бактерияларда) геном ілмек немесе шеңбер түріндегі бір, қос тізбекті ДНҚ молекуласынан тұрады. Осы генетикалық материалдан тұратын жасушадағы аймақ а деп аталады нуклеоид (1-сурет). Кейбір прокариоттарда ДНҚ деп аталатын кішірек ілмектері бар плазмидалар бұл қалыпты өсу үшін маңызды емес.

1-сурет Орташа прокариоттық жасуша. Ядро жасау үшін ДНҚ мембранамен қоршалмағанын ескеріңіз. Шляпалар ханымы Wikipedia фото кредиті.

Ең жақсы зерттелген прокариоттардың біріндегі геномның мөлшері, ішек таяқшасы, 4,6 млн базалық жұпты құрайды. Бұл созылған жағдайда шамамен 1,6 мм қашықтықты ұзартады. Оны ұзындығы шамамен 1-2 мкм болатын E. coli жасушасының ұзындығымен салыстырыңыз. 1,6 мм = 1600 мкм: бұл ДНҚ кішкентай жасушаның ішіне қалай сәйкес келеді? ДНҚ қосарланған спиральдан тыс бұралған, ол супер орам деп аталады. Кейбір протеиндер басқа белоктар мен ферменттер супер ширатуға қатысатыны белгілі.

Жануарлар мен өсімдіктер сияқты эукариоттарда бар хромосомалар сызықты ДНҚ молекулаларынан тұрады. Хромосомаларды эукариоттық жасушалардың ядросының ішінде орналасқан жіп тәрізді құрылымдар ретінде көруге болады. Әрбір хромосома ақуыздан және ДНҚ-ның бір сызықты қос спиральдан тұрады (2-сурет). Хромосома термині гректің түс (хрома) және дене (сома) деген сөздерінен шыққан. Ғалымдар бұл атауды хромосомаларға берді, өйткені олар зерттеуде қолданылатын кейбір түрлі-түсті бояғыштармен қатты боялған жасуша құрылымдары немесе денелер.

2-сурет Шаспайтын құрт құрттарының сілекей бездерінен алынған сызықтық хромосомалар. Джозеф Ресичиг Wikimedia фотосы.

Эукариоттарда әдетте прокариоттарға қарағанда әлдеқайда көп ДНҚ бар: адам геномы шамамен 3 млрд базалық жұптар, ал E. coli геномы шамамен 4 миллион.Осы себепті эукариоттар ДНҚ-ның ішіне сәйкес келу үшін орау стратегиясының басқа түрін қолданады ядро (3-сурет). Ең негізгі деңгейде ДНҚ деп аталатын ақуыздарға оралған гистондар. Гистондарға оралған ДНҚ күрделіліктің бірнеше қосымша деңгейлерінен өтеді. Бұл қалыңырақ ықшам құрылымдарды сіз бұрын «хромосомалар» деп белгіленген суреттерде көргенсіз.

3-сурет: Жасуша ядросының ішіндегі эукариоттық хромосомалардың негізгі құрылымы ("Хромосомалар" ұлттық адам геномын зерттеу институты қоғамдық доменде)

  • Прокариоттарда нуклеоидтағы цитоплазмада орналасқан бір шеңберлі геномда кездесетін ДНҚ-ның салыстырмалы түрде аз мөлшері (миллиондаған базалық жұптар) болады.
  • Эукариоттарда ядроның ішінде орналасқан бірнеше сызықтық хромосомаларда көп мөлшерде ДНҚ (миллиардтаған жұптар) болады.

Жауаптар мен жауаптар

Сіз өзіңіздің сүйікті геніңіздің тізбегін білетін болсаңыз, оны қоршап тұрған шектеу орындарын тауып, генді акциздей аласыз. Содан кейін сіз осы эксцизделген генді алып, оны рецептивті векторға (бактериялық плазмида сияқты) байланыстыра аласыз.

Бастапқыда қандай шектеу ферменттерін қолданғаныңызға байланысты (олардың мыңдағаны бар) сіздің геніңіздің ұшында шамадан тыс нуклеотидтер болады. Осы «жабысқақ» ұштарды пайдалану арқылы сіз генді қосымша жабысқақ ұштары бар векторға сәйкестендіресіз. Лигаза геннің фосфатты негізін плазмидаға цементтеу үшін қолданылады.


Сіздің геніңіз
TACANNNNCGA
. GTNNNNGCTCG

(Нүктелерді елемеңіз, егер мен бос орындарды пайдалансам, пішімдеу жұмыс істемейді. N=кез келген нуклеотид)

TA- және -CG асып кетуіне назар аударыңыз.
ТА табиғи түрде AT асып түсуімен дайындалған вектормен байланысады
CG табиғи түрде GC асып кетуімен дайындалған вектормен байланысады

Сонымен векторда (бактериялық плазмида сияқты) комплементарлы асып кетулер болады және ген онымен автоматты түрде жұптасады.

Циркулярлық -NNN. TACANNNNCGA. GCNNN - шеңбер
Плазмида - NNNAT. GTNNNNGCTCG. NNN- Плазмида

(Қайтадан нүктелерді елемеңіз, оларды бос орындар ретінде қарастырыңыз)

ДНҚ лигаза фосфатты магистралды қосу үшін қолданылады (осы қарапайым мысалда суреттелмеген) және лигаза ДНҚ-да ешқандай сызаттар болмайтындай (оны әлсірететін) дөңгелек ДНҚ-ны аяқтайды.

Енді сіздің геніңізді тасымалдайтын бұл плазмидті бактериялар тануы мүмкін және жасуша бөлген кезде бактериялар әр бөліну кезінде генді (және плазмиданы) көбейтеді. Өте қысқа мерзімде сізде осы гендер миллиардтаған болады.

Мен өсімдік генетикасымен таныс емеспін, бірақ мен жоғарыда айтқанымдай, мыңдаған шектеу орындары (жануарлар генетикасында), сондықтан пайдаланылатын фермент сізге қажет ген фрагментінің өлшеміне байланысты.


ДНҚ дәлелдерін ойлап табуға болады, ғалымдар көрсетеді

Израиль ғалымдары қылмыстық істер бойынша дәлелдеудің алтын стандарты болып саналатын нәрсенің сенімділігіне нұқсан келтіріп, ДНҚ дәлелдерін ойлап шығаруға болатынын көрсетті.

Ғалымдар қан мен сілекей донорынан басқа адамнан ДНҚ бар қан мен сілекей үлгілерін ойлап тапты. Сондай-ақ олар дерекқордағы ДНҚ профиліне қол жеткізе алатын болса, сол адамнан ешқандай тін алмастан сол профильге сәйкес келетін ДНҚ үлгісін құра алатынын көрсетті.

«Сіз қылмыс болған жерді жай ғана құрастыра аласыз», - деді Дэн Фрумкин, жұмыстың жетекші авторы. «Бұны кез келген биология бакалавры орындай алады».

Доктор Фрумкин – Тель-Авивте орналасқан Nucleix компаниясының негізін қалаушы, ол нақты ДНҚ үлгілерін жалған үлгілерден ажырату үшін сынақ жасап шығарды, оны сот сараптама зертханаларына сатпақшы.

Қылмыс орнына қолдан жасалған ДНҚ айғақтарын отырғызу - бұл табылғандардың бір ғана нәтижесі. Жеке өмірге қол сұғушылық басқа.

Сол әдістердің кейбірін қолдана отырып, кез келген адамның ДНҚ-сын лақтырылған ішетін шыныаяқтан немесе темекі тұқылынан тазартып, оны сілекей үлгісіне айналдыруға болады, оны текті немесе әртүрлі ауруларды жұқтыру қаупін өлшейтін генетикалық сынақ компаниясына тапсыруға болады. Джонс Хопкинс университетінің генетика және қоғамдық саясат орталығының қызметкері Гэйл Х.Джавитт атақты адамдар «генетикалық папарацциден» қорқуы мүмкін.

Таня Симончелли, американдық азаматтық бостандықтар одағының ғылым жөніндегі кеңесшісі бұл тұжырымдардың алаңдатарлық екенін айтты.

«ДНҚ-ны қылмыс болған жерге қою саусақ ізіне қарағанда әлдеқайда оңай», - деді ол. «Біз осы технологияға көбірек сүйенетін қылмыстық сот төрелігі жүйесін құрудамыз».

Ұлттық стандарттар және технологиялар институтындағы адамның жеке басын сынау жобасының жетекшісі Джон М.Батлер «олардың жалған ДНҚ профильдерін қаншалықты жақсы жасай алғанына таңданғанын» айтты. Алайда ол былай деп қосты: «Менің ойымша, сіздің орташа қылмыскер мұндай нәрсені жасай алмайды».

Ғалымдар ДНҚ үлгілерін екі жолмен жасады. Біреуіне нақты, кішкентай болса да, ДНҚ үлгісі қажет болды, бәлкім, шаш талынан немесе ішетін шыныаяқтан. Олар тұтас геномды күшейту деп аталатын стандартты әдісті қолдана отырып, кішкентай үлгіні ДНҚ-ның үлкен мөлшеріне айналдырды.

Әрине, қылмыс орнында біреуді көрсету үшін ішетін кесе немесе шаштың өзі қалдырылуы мүмкін, бірақ қан немесе сілекей сенімдірек болуы мүмкін.

Қағаз авторлары әйелдің қанын алып, ДНҚ бар ақ жасушаларды алып тастау үшін оны центрифугалаған. Қалған қызыл жасушаларға олар адамның шашынан күшейтілген ДНҚ қосты.

Эритроциттер құрамында ДНҚ жоқ болғандықтан, қан үлгісіндегі барлық генетикалық материал ер адамнан алынған. Авторлар оны американдық жетекші сот-медициналық зертханаға жіберді, ол оны ер адамның қанының қалыпты үлгісі ретінде талдады.

Басқа әдіс адам геномындағы 13 нүктедегі вариацияларға сәйкес келетін сандар мен әріптер қатары ретінде құқық қорғау органдарының дерекқорларында сақталған ДНҚ профильдеріне сүйенді.

Көптеген адамдардың ДНҚ жинақталған үлгісінен ғалымдар әр нүктедегі жалпы нұсқаларды білдіретін кішкентай ДНҚ үзінділерін клондап, осындай үзінділердің кітапханасын жасады. Кез келген профильге сәйкес келетін ДНҚ үлгісін дайындау үшін олар тек тиісті үзінділерді араластырды. Олар 425 түрлі ДНҚ үзінділерінің кітапханасы барлық болжамды профильді қамту үшін жеткілікті болатынын айтты.

Үлгінің жасалғанын анықтау үшін Nucleix сынағы күшейтілген ДНҚ-ның метилденбегендігіне негізделеді, яғни ол ДНҚ-ға белгілі бір нүктелерде, әдетте гендерді белсендірмейді.


Жануарлар мен жануарлар үлгілеріндегі CRISPR

4.5 ДНҚ экстракциясы және кітапханалық күшейту

ДНҚ экстракциясы және ПТР күшейту қадамдары CRISPR экрандарының жиі назардан тыс қалған аспектілері болып табылады, өйткені олар кең таралған зертханалық әдістер болып табылады. Дегенмен, бұл қадамдар әдетте орташа зерттеуші орындайтыннан үлкенірек ауқымда орындалады және бірегей қиындықтарды ұсынады. Бұл қадамның көптеген аспектілері сапаны бақылау үшін кітапхана реттелгеннен кейін оңай бағаланбайтындықтан, оны оңтайландыру уақытты қажет етеді және ысырап болуы мүмкін. Сондықтан жарияланған хаттамаларды пайдалану өте ұсынылады. 53

Ісік тінінің көп мөлшерінен таза, жоғары сапалы геномдық ДНҚ-ны алу өте маңызды. ПТР күшейту үшін пайдаланылатын ісік ДНҚ-да ДНҚ концентрациясын дәл анықтауға кедергі болатын ПТР тежегіштері немесе ластаушы заттар болмауы керек. Қолданылатын тәсіл, сондай-ақ жауын-шашынға негізделген әдісті қолдануды қолдайтын үлкен көлемдегі бастапқы материалды өңдеумен үйлесімді болуы керек, бірақ сонымен бірге тасымалдануды азайту керек екенін атап өткен жөн.

Күшейтуге дейін үлгідегі ДНҚ жүктемесін азайтуға назар аудару керек. Жүктеме ДНҚ - бұл қызықтыратын рак клеткаларынан басқа тіндерден алынған ДНҚ массасы. Бүйірлік ксеногрансплантат жағдайында тышқанның стромальды шыққан ДНҚ-ның маңызды емес жүктемесі жалпы нуклеин қышқылдарының жартысынан көбін құрауы мүмкін. 87 Бұл инфильтрациялық строманы жоюға күш салу керек. 88 GEMM-де ісік жасушалары (көбінесе ондаған немесе жүздеген айқын зақымданулар) қалыпты мүше паренхимасымен араласады. Ісік жасушаларының таза популяциясын алу үшін бұл жасушаларды флуоресцентті белсендірілген жасушаларды сұрыптау (FACS) үшін флуоресцентті маркермен белгілеу ұсынылады. 89


ДНҚ экстракциясы - Құлпынай

Құлпынай сегіздік болып табылады, яғни оларда сегіз хромосома жиынтығы бар. Құлпынайдан ДНҚ алу процедурасы қарапайым және нәтижелері әдетте айқын, құлпынай шырынын қызғылт ерітіндісінің ішінде ДНҚ-ның ақ жіптерін оңай көруге болады.

Бұл процедурада сіз құлпынайды ұсақтап, ядродағы ДНҚ-ны босату үшін жасуша қабырғаларын бұзу үшін жуғыш зат пен тұз қосасыз. Содан кейін сіз осы ұсақталған құлпынайдан алынған сұйықтықты стақанға сүзесіз, зат фильтрат деп аталады. Содан кейін фильтрат пробиркаға құйылады және үстіне спирт қабаты құйылады. Содан кейін ДНҚ пробиркадағы спирт қабатына тұнбаға түседі

  • Тұрмыстық өнімдерді пайдаланып құлпынайдан ДНҚ алыңыз
  • ДНҚ экстракциясы процесінде химиялық заттардың рөлін анықтау
  • ДНҚ-ның үлкен үлгісін бақылаңыз

Қажетті материалдар:

  • ДНҚ экстракция буфері: 1000 мл ионсыздандырылған су, 50 мл мөлдір ыдыс жуғыш зат, 1 шай қасық тұз
  • Құлпынай (басқа жемістер де жұмыс істейді)
  • Ziploc сөмкесі
  • Кофе сүзгілері мен шұңқырлар
  • Фильтрат жинауға арналған пробиркалар, стакандар немесе шыныаяқтар

1. Ziploc қоймасына құлпынай (немесе жартысын) қосыңыз.
2. 10 мл ДНҚ экстракция буферін қосып, құлпынай мен буферді шамамен бір минуттай езіңіз.
3. Құлпынай шырынын стақанға сүзу үшін шұңқыр мен кофе сүзгілерін пайдаланыңыз.
4. Сүзіндіні пробиркаға жіберіңіз, пробирканы тек жартысына дейін толтырыңыз және көбікті жібермеңіз.
5. Құлпынай қоспасының үстіне баяу салқын спиртті құйыңыз немесе тамызыңыз. Құлпынай қоспасының үстіне бір қабатты алғыңыз келеді.
6. Этанол қабатында ақ жіптер пайда болады, жіптерді шпульдеу үшін араластырғыш таяқшаны пайдаланыңыз.

Талқылауға арналған сұрақтар

1. Құлпынайдан алынған ДНҚ неге ұқсайды?

2. Неліктен ғалымдар жасушалардан ДНҚ-ны алып тастай алуы маңызды?

3. Экстракция процесінде жуғыш зат, этанол, тұздың рөлі қандай?

4. Фильтрат пен тұнбаның айырмашылығы неде?

4. Тамағыңызда ДНҚ бар ма? Сіз қалай білесіз? Неліктен басқа ағзаның ДНҚ-сын жұту арқылы сізге зиян тигізбейді (немесе өзгертілмейді)?

/>Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 халықаралық лицензиясы бойынша лицензияланған.


Гарвардтың генді өңдеу құралы ДНҚ-ны кесусіз жасушаларға жасырады

CRISPR-Cas9 – генді өңдеудің революциялық құралы, бірақ оның кемшіліктері де жоқ емес. Енді Гарвард ғалымдары ДНҚ-ны кеспей жұмыс істейтін және жасушалардың үлкен популяцияларына тез қолдануға болатын Retron Library Recombineering (RLR) деп аталатын баламалы гендік инженерия жүйесін көрсетті.

CRISPR генетикалық қайшы сияқты жұмыс істейді, ол тірі жасушалардың геномына дәл кесу және қою өңдеулерін жасай алады. Жүйе белгілі бір ДНҚ тізбегін іздей алады, содан кейін оны кесу үшін ферментті пайдаланады, көбінесе Cas9. Жасуша ДНҚ жөндеу процедураларын орындаған кезде, CRISPR оған түпнұсқаның орнына басқа ретті пайдалануды нұсқайды, осылайша геномды өңдейді.

Бұл жүйе қатерлі ісік, АҚТҚ және бұлшықет дистрофиясы сияқты ауруларды емдеуден бастап зиянкестермен күресуге, дақылдарды жақсартуға және бактериялардан биологиялық компьютерлер жасауға дейін көптеген қолданбаларда баға жетпес құндылығын дәлелдеп отыр.

Дегенмен, ықтимал проблемалар бар. ДНҚ-ны кесу кейбір күтпеген жанама әсерлерді тудыруы мүмкін және CRISPR геномның қате бөлігінде өңдеулер жасай алады деген алаңдаушылықтар туындады. Сондай-ақ, бірден үлкенірек өңдеулер жасау үшін масштабтау және зертханалық сынақтарда қандай мутанттардың қандай әсер ететінін бақылау қиын болуы мүмкін.

Гарвард медициналық мектебі мен Вайсс институтының зерттеушілерінен генді өңдеудің жаңа технологиясы осы мәселелерді шешуге тырысады. RLR-нің негізгі айырмашылығы - ол ДНҚ-ны мүлде кеспейді - оның орнына ол жасуша бөліну алдында геномын репликациялау кезінде жаңа ДНҚ сегментін енгізеді.

Жаңа Retron Library Recombineering (RLR) генді өңдеу әдісі қалай жұмыс істейтінін көрсететін схема

Ол мұны бір тізбекті ДНҚ (ssDNA) бөліктерін шығаратын бактериялық ДНҚ сегменттері болып табылатын ретрондар арқылы жасайды. Бұл бастапқыда бактериялар вирус жұқтырғанын тексеру үшін қолданатын өзін-өзі қорғау механизмі болғаны белгілі болды.

Қажетті ДНҚ сегментін бір тізбекті күйдіргіш протеинмен (SSAP) қоса отырып, RLR жүйесі бастапқы жасуша бөлінгеннен кейін жоспарланған ДНҚ сегментінің еншілес жасушаның геномында аяқталуын қамтамасыз етеді.

«Біз ретрондар бізге оларды сырттан жасушаға күштеп енгізуге тырыспай, өзіміз өңдегіміз келетін жасушалардың ішінде ssDNA өндіру мүмкіндігін беруі керек деп ойладық және жергілікті ДНҚ-ға зақым келтірмей, екеуі де өте тартымды қасиеттер болды», - дейді Дэниел. Гудман, зерттеудің бірінші авторы.

Жаңа жүйенің басқа да артықшылықтары бар. Ол жақсы масштабталады, бұл бірден миллиондаған мутацияларды жасауға мүмкіндік береді және өңделген жасушалардың үлесі жасушалардың көбеюіне қарай уақыт өте келе артады. Сондай-ақ ретрон тізбегін «штрих-код» сияқты бақылауға болады, бұл ғалымдарға әсерлерді зерттеу кезінде қай ұяшықтардың қандай өңдеуді алғанын оңай тексеруге мүмкіндік береді.

Retron Library Recombineering (RLR) бактериялардағы генетикалық мутациялар бойынша зертханалық тәжірибелерді жылдамдатуы мүмкін.

Жүйені сынау үшін зерттеушілер оны популяцияларды өңдеуге қойды E. coli. Олар ретрондарды бактерияларға антибиотиктерге төзімділік гендерін енгізу үшін пайдаланды және ДНҚ «қателерін» жөндеуді тоқтату үшін қателерге бірнеше басқа түзетулер енгізгеннен кейін, олар халықтың 90 пайыздан астамы 20 ұрпақтан кейін қажетті ретті енгізгенін анықтады. Ал ретрондардың штрих-кодтық табиғатының арқасында команда қажетті гендерді бактериялық геномға қандай өңдеулер жібергенін оңай бақылай алды.

Әлі де көп жұмыс істеу керек болса да, команда жаңа RLR құралында көптеген қосымшалар болуы мүмкін дейді. Қысқа мерзімде бұл бактериялық геномдар мен мутацияларды зерттеудің қуатты жаңа құралы болуы мүмкін, жаңа пайдалы штаммдарды жасауға немесе антибиотиктерге төзімділік сияқты проблемаларды емдеу әдістерін ашуға көмектеседі. Ұзақ мерзімде бұл басқа организмдерде, тіпті адамдарда да CRISPR-ге қауіпсіз баламаға әкелуі мүмкін.

«RLR көмегімен біріктірілген, штрих-кодталған мутанттық кітапханаларды талдау мүмкіндігі миллиондаған эксперименттерді бір уақытта орындауға мүмкіндік береді, бұл бізге геномдағы мутациялардың әсерін, сондай-ақ бұл мутациялардың бір-бірімен қалай әрекеттесетінін байқауға мүмкіндік береді», - дейді Джордж Черч, зерттеудің аға авторы. «Бұл жұмыс RLR-ді басқа генетикалық жүйелерде пайдаланудың жол картасын құруға көмектеседі, бұл болашақ генетикалық зерттеулер үшін көптеген қызықты мүмкіндіктерді ашады».


Қол жеткізу опциялары

1 жылға толық журналға қол жеткізіңіз

Барлық бағалар NET бағалары болып табылады.
ҚҚС кейінірек кассада қосылады.
Салықты есептеу тексеру кезінде аяқталады.

ReadCube қолданбасында шектеулі уақытқа немесе толық мақалаға қол жеткізіңіз.

Барлық бағалар NET бағалары болып табылады.


ДНҚ экстракциясында тұздың мақсаты қандай?

Дезоксирибонуклеин қышқылын немесе ДНҚ-ны экстракциялау кезінде, әдетте, ДНҚ-мен байланысты ақуыздарды жоюға көмектесу үшін натрий ацетаты және аммоний ацетаты сияқты тұз қосылыстары қосылады. Натрий хлориді немесе NaCl деп аталатын тұз қосылысының тағы бір түрі ДНҚ-ның қатаюына және көрінетін болуына көмектеседі. Алкоголь ерітіндісіне араластырғанда, NaCl натрий құрамдас бөлігі теріс зарядталған ДНҚ фосфат ұштарының айналасында қорғаныс тосқауылын қамтамасыз етеді, бұл олардың ерітіндіден экстракциялану үшін жақындауына мүмкіндік береді.

ДНҚ экстракциясы - бұл вирустарда кездесетін тірі немесе тірі емес жасушалардан алынған үлгіден таза ДНҚ алу процесі. Бұл әдіс медицина саласында кеңінен қолданылады, мұнда аурулар мен бұзылуларды ерте анықтау зардап шеккен адамдардың өмір сүру деңгейін айтарлықтай арттырады.

Әдіс бастапқыда экстракцияланатын ДНҚ бар жасушалардың лизисін талап етеді. Жасушалар үлгіні ультрадыбыстық тербелістерге ұшырату немесе моншақ ұру арқылы ыдырайды. Үлгіге тұз қосылады, ол фенол-хлороформ ерітіндісінде центрифугаланады. Содан кейін байланысты ақуыз молекулалары алынады. Белоктарды алып тастағаннан кейін қалған ДНҚ алкоголь ерітіндісімен, әдетте суық изопропанолмен немесе этанолмен араласады. Ерітіндіні центрифугалайды, ал спиртте ерімейтін ДНҚ тұнбаға түсіріліп, экстракцияланады. ДНҚ шығымдылығын арттыру үшін бүкіл процесс суық ортада орындалуы керек.


Бейнені қараңыз: 7 - сынып. Биология. Өсімдектердің жынысты - жыныссыз көбеюі және тозаңдануы. (Ақпан 2023).