Негизги айырма – ПТР менен ДНК секвенциясы
ПТР жана ДНК секвенциясы молекулярдык биологиядагы эки маанилүү ыкма болуп саналат. Полимераздык чынжыр реакциясы (ПЦР) – бул ДНК фрагментинин көп сандагы көчүрмөлөрүн түзүүчү процесс. ДНК секвенциясы - бул ДНКнын бир фрагментинин нуклеотиддеринин так тартибине алып келген техника. Бул ПЦР жана ДНК тизмегинин ортосундагы негизги айырма. ПТР – ДНК секвенирлөөдөгү негизги кадамдардын бири.
ПЦР деген эмне?
Полимераздык чынжыр реакциясы (ПТР) – молекулярдык биологияда колдонулган ДНКны күчөтүү ыкмасы. Ал белгилүү бир ДНК фрагментинин миңден миллиондогон көчүрмөсүн чыгарат. Бул ыкма 1983-жылы Кэри Муллис тарабынан иштелип чыккан. Бул техникада күчөтүлө турган ДНКнын фрагменти калып катары кызмат кылат жана ДНК полимераза ферменти ПТР аралашмасында бар праймерге комплементарлык нуклеотиддерди кошот. ПТР реакциясынын аягында ДНК үлгүсүнүн көптөгөн көчүрмөлөрү синтезделет.
ПЦР аралашмасынын ар кандай компоненттери бар, анын ичинде ДНК, ДНК полимераза (Taq полимераза), праймерлер (алдыга жана арткы праймерлер), нуклеотиддер (ДНКнын курулуш блоктору) жана буфер. ПТР ПТР машинасынын ичинде болот жана туура ПЦР аралашмасы машинага жүктөлүп, туура программа айдалышы керек. Бул ыкма өтө аз өлчөмдөгү ДНКдан ДНКнын белгилүү бир бөлүгүн миңдеген миллиондогон көчүрмөлөрдү жасоого мүмкүндүк берет.
ПТР реакциялары гелде ПЦР продуктуларынын көрүнүүчү көлөмүн өндүрүү үчүн циклдик түрдө ишке ашат. 01-сүрөттө көрсөтүлгөндөй ПТР реакциясында үч негизги кадам бар, атап айтканда денатурация, праймерди күйдүрүү жана жипти узартуу. Бул үч кадам үч түрдүү температурада болуп жатат. ДНК кошумча негиздер ортосундагы суутек байланыштары аркылуу кош тизмектүү формада болот. Кыймылсыздан мурун, кош саптуу ДНК бири-биринен бөлүнүшү керек. Ал жогорку температураны берүү менен жүзөгө ашырылат. Жогорку температурада эки саптуу ДНК бир тилкеге денатураланат. Андан кийин праймерлер спецификалык фрагменттин же ДНКнын генинин каптал учтарына жакындашы керек. Праймер - бул максаттуу ырааттуулукка кошумча болгон бир тизмектүү ДНКнын кыска бөлүгү. Алдыга жана арткы праймерлер денатурацияланган үлгү ДНКсынын каптал учтарындагы толуктоочу негиздер менен күйгүзүү температурасында күйүшөт. Праймерлер ысыкка чыдамдуу болушу керек. Праймерлер үлгү ДНКсы менен кошулгандан кийин, так полимераз ферменти максаттуу ДНКга кошумча болгон нуклеотиддерди кошуу менен жаңы тилкелердин синтезин баштайт. Так полимераза - бул Thermus aquaticus деп аталган термофилдүү бактериядан бөлүнүп алынган ысыкка туруктуу фермент. ПЦР буфери так полимераздын аракети үчүн оптималдуу шарттарды сактайт. ПЦР реакциясынын бул үч баскычы ПЦР продуктунун керектүү көлөмүн алуу үчүн кайталанат. Ар бир ПТР реакциясынан кийин ДНК көчүрмөсүнүн саны эки эсеге көбөйөт. Демек, ПЦРде экспоненциалдык күчөштү байкоого болот. ПТР өнүмдөрүн гелдик электрофорездин жардамы менен байкоого болот жана андан аркы изилдөөлөр үчүн тазаланышы мүмкүн.
01-сүрөт: ПТР реакциясынын негизги кадамдары
ПТР медициналык жана биологиялык изилдөөлөрдөгү баалуу курал болуп саналат. ПТР соттук-медициналык илимде өзгөчө мааниге ээ, анткени ал кылмышкерлердин кичинекей үлгүлөрүнүн изилдөөлөрү үчүн ДНКны күчөтүп, соттук ДНК профилдерин түзө алат. ПТР молекулярдык биологиянын көптөгөн тармактарында кеңири колдонулат, анын ичинде генотиптөө, гендерди клондоштуруу, мутацияларды аныктоо, ДНК секвенирлөө, ДНК микромассивдери жана аталыкты текшерүү ж.б.
02-сүрөт: Полимераздык чынжыр реакциясы
ДНК секвенциясы деген эмне?
ДНК секвенциясы – берилген ДНК фрагментиндеги нуклеотиддердин – аденин, гуанин, цитозин жана тиминдин так тартибин аныктоо. Генетикалык маалымат нуклеотиддердин туура тартибин колдонуу менен ДНК тизмегинде сакталат. Демек, ДНК фрагментиндеги нуклеотиддердин так тартибин табуу гендердин түзүлүшүн жана функциясын билүү үчүн абдан маанилүү.
ДНК секвенирлөө протоколу ар кандай процесстерди камтыйт. Биринчи кадам кызыкдар ДНКны же организмдин геномдук ДНКсын бөлүп алуу болуп саналат. ПТРди колдонуу менен (жогоруда айтылгандай), ДНКнын керектүү аймагын күчөтүү керек. Күчөтүлгөн ПТР продуктусу гель электрофорези менен бөлүнүп, тазаланышы керек. Күчөтүлгөн фрагменттер секвенирлөө үчүн шаблон катары кызмат кылат. Тартиптештирүү Сэнгер секвенирлөө же жогорку өткөрүү ырааттуулугу ыкмасы боюнча жүргүзүлүшү мүмкүн. Сэнгер секвенирлөө ДНК фрагменттеринин капиллярдык электрофорезин талап кылат. Нуклеотиддердин туура тартибин аныктоо авторадиографтарды кол менен окуу же автоматташтырылган ДНК секвенерлерин колдонуу менен жүргүзүлүшү мүмкүн.
Ген секвенциясы Адам геномунун долбооруна салым кошуп, 2003-жылы адам геномунун картасын түзүүгө көмөктөшкөн. Криминалистикада ДНК секвенциясы уникалдуу ДНК ырааттуулугун көрсөткөн жана кылмышкерлерди аныктоочу индивиддерди идентификациялоого мүмкүндүк берген. Медицинада ДНК секвенциясы генетикалык жана башка ооруларга жооптуу гендерди аныктоо, кемтик гендерди табуу жана аларды туура гендер менен алмаштыруу үчүн колдонулушу мүмкүн. Айыл чарбасында кээ бир микроорганизмдердин ДНК секвенирлөө маалыматы экономикалык жактан керектүү өзгөчөлүктөргө ээ трансгендик өсүмдүктөрдү өндүрүү үчүн колдонулат.
03-сүрөт: ДНК секвенциясы
ПЦР менен ДНК тизмегинин ортосунда кандай айырма бар?
ПТР vs ДНК секвенциясы |
|
| ПТР процесси кызыккан ДНК фрагментинин миңден миллиондогон көчүрмөсүн түзөт. | ДНК секвенциясы – бул ДНКнын берилген фрагментиндеги нуклеотиддердин так тартибин аныктоо процесси. |
| Натыйжа | |
| ПТР белгилүү бир ДНК фрагментинин миңден миллиондогон көчүрмөсүн түзөт | Бул белгилүү бир ДНК фрагментиндеги негиздердин туура тартибине алып келет. |
| ddNTPтердин катышуусу | |
| ПТР ddNTPs талап кылбайт. Бул dNTP'лерди колдонот. | ДНК секвенциясы ddNTPs сап түзүлүшүн токтотууну талап кылат. |
Кыскача маалымат – ПТР менен ДНК секвенциясы
ПТР жана ДНК секвенциясы молекулярдык биологиянын көптөгөн тармактарында абдан маанилүү куралдар болуп саналат. ДНК фрагменттерин күчөтүү ПТР ыкмасы менен ишке ашырылат, ал эми ДНК фрагментинин нуклеотиддеринин туура тартиби ДНК секвенциясы менен аныкталат. Бул ПТР менен ДНК тизмегинин ортосундагы айырма.
