Cyflwyniad
Beth yw Echdynnu Asid Niwcleig?
Yn y termau symlaf, echdynnu asid niwclëig yw tynnu'r RNA a/neu'r DNA o sampl a'r holl ormodedd nad oes ei angen. Mae'r broses echdynnu yn ynysu'r asidau niwclëig o sampl ac yn eu cynhyrchu ar ffurf eliwt crynodedig, yn rhydd o wanhawyr a halogion a allai effeithio ar unrhyw gymwysiadau i lawr yr afon.
Cymwysiadau Echdynnu Asid Niwcleig
Defnyddir asidau niwclëig wedi'u puro mewn llu o wahanol gymwysiadau, ar draws sawl diwydiant gwahanol. Gofal iechyd yw'r maes lle mae'n cael ei ddefnyddio fwyaf, efallai, gydag RNA a DNA wedi'u puro yn ofynnol ar gyfer llu o wahanol ddibenion profi.
Mae cymwysiadau echdynnu asid niwclëig mewn gofal iechyd yn cynnwys:
- Dilyniannu'r Genhedlaeth Nesaf (NGS)
- Genoteipio SNP yn seiliedig ar ymhelaethiad
- Genoteipio yn seiliedig ar araeau
- Treuliad Ensym Cyfyngu
- Dadansoddiadau gan ddefnyddio Ensymau Addasu (e.e. Clymu a Chlonio)
Mae yna hefyd feysydd eraill y tu hwnt i ofal iechyd lle defnyddir echdynnu asid niwclëig, gan gynnwys ond heb fod yn gyfyngedig i brofion tadolaeth, fforensig a genomig.
Hanes Byr o Echdynnu Asid Niwcleig
Echdynnu DNAyn dyddio'n ôl yn bell, gyda'r ynysu cyntaf y gwyddys amdano wedi'i berfformio gan feddyg o'r Swistir o'r enw Friedrich Miescher ym 1869. Roedd Miescher yn gobeithio datrys egwyddorion sylfaenol bywyd trwy bennu cyfansoddiad cemegol celloedd. Ar ôl methu gyda lymffocytau, llwyddodd i gael gwaddod crai o DNA o lewcocytau a geir mewn crawn ar rwymynnau wedi'u taflu. Gwnaeth hyn trwy ychwanegu asid ac yna alcali at y gell i adael cytoplasm y gell, ac yna datblygodd brotocol i wahanu'r DNA oddi wrth y proteinau eraill.
Yn dilyn ymchwil arloesol Miescher, mae llawer o wyddonwyr eraill wedi mynd ymlaen i ddatblygu technegau i ynysu a phuro DNA. Datblygodd Edwin Joseph Cohn, gwyddonydd protein, lawer o dechnegau ar gyfer puro protein yn ystod yr Ail Ryfel Byd. Roedd yn gyfrifol am ynysu cyfran albwmin serwm plasma gwaed, sy'n bwysig wrth gynnal y pwysau osmotig yn y pibellau gwaed. Roedd hyn yn hanfodol ar gyfer cadw milwyr yn fyw.
Ym 1953, penderfynodd Francis Crick, ynghyd â Rosalind Franklin a James Watson, strwythur DNA, gan ddangos ei fod wedi'i wneud o ddau linyn o gadwyni hir o niwcleotidau asid niwclëig. Gwnaeth y darganfyddiad arloesol hwn baratoi'r ffordd i Meselson a Stahl, a lwyddodd i ddatblygu protocol allgyrchu graddiant dwysedd i ynysu DNA o facteria E. coli wrth iddynt ddangos atgynhyrchu lled-geidwadol DNA yn ystod eu harbrawf ym 1958.
Technegau Echdynnu Asid Niwcleig
Beth yw'r 4 cam o echdynnu DNA?
Mae pob dull echdynnu yn berwi i lawr i'r un camau sylfaenol.
Tarfu ar GelloeddMae'r cam hwn, a elwir hefyd yn lysis celloedd, yn cynnwys chwalu wal y gell a/neu bilen y gell, er mwyn rhyddhau'r hylifau mewngellog sy'n cynnwys yr asidau niwclëig o ddiddordeb.
Cael Gwared â Malurion Diangen. Mae hyn yn cynnwys lipidau pilen, proteinau ac asidau niwclëig diangen eraill a all ymyrryd â chymwysiadau i lawr yr afon.
Ynysu. Mae nifer o wahanol ffyrdd o ynysu'r asidau niwclëig o ddiddordeb o'r lysad wedi'i glirio a greoch, sy'n dod o fewn dau brif gategori: yn seiliedig ar doddiant neu gyflwr solid (gweler yr adran nesaf).
Crynodiad. Ar ôl i'r asidau niwclëig gael eu hynysu o'r holl halogion a gwanhawyr eraill, cânt eu cyflwyno mewn eliwad crynodedig iawn.
Y Dau Fath o Echdynnu
Mae dau fath o echdynnu asid niwclëig – dulliau seiliedig ar doddiant a dulliau cyflwr solid. Gelwir y dull seiliedig ar doddiant hefyd yn ddull echdynnu cemegol, gan ei fod yn cynnwys defnyddio cemegau i chwalu'r gell a chael mynediad at y deunydd niwclëig. Gall hyn fod gan ddefnyddio naill ai cyfansoddion organig fel ffenol a chlorofform, neu'r cyfansoddion anorganig llai niweidiol ac felly'n fwy argymelledig fel Proteinase K neu silica gel.
Mae enghreifftiau o wahanol ddulliau echdynnu cemegol i chwalu cell yn cynnwys:
- Rhwygo osmotig y bilen
- Treuliad ensymatig wal y gell
- Hydoddi'r bilen
- Gyda glanedyddion
- Gyda thriniaeth alcalïaidd
Mae technegau cyflwr solid, a elwir hefyd yn ddulliau mecanyddol, yn cynnwys manteisio ar sut mae DNA yn rhyngweithio â swbstrad solet. Drwy ddewis glein neu foleciwl y bydd y DNA yn rhwymo iddo ond na fydd yr analyt, mae'n bosibl gwahanu'r ddau. Mae enghreifftiau o dechnegau echdynnu cyfnod solid yn cynnwys defnyddio silica a gleiniau magnetig.
Esboniad o Echdynnu Gleiniau Magnetig
Y Dull Echdynnu Gleiniau Magnetig
Cydnabuwyd y potensial ar gyfer echdynnu gan ddefnyddio gleiniau magnetig gyntaf mewn patent yn yr Unol Daleithiau a ffeiliwyd gan Trevor Hawkins, ar gyfer sefydliad ymchwil Sefydliad Whitehead. Cydnabu'r patent hwn ei bod hi'n bosibl echdynnu deunydd genetig trwy eu rhwymo i gludydd cymorth solet, a allai fod yn glein magnetig. Yr egwyddor yw eich bod chi'n defnyddio glein magnetig swyddogaethol iawn y bydd y deunydd genetig yn rhwymo iddo, y gellir ei wahanu wedyn o'r uwchnofiant trwy gymhwyso grym magnetig i du allan y llestr sy'n dal y sampl.
Pam Defnyddio Echdynnu Gleiniau Magnetig?
Mae technoleg echdynnu gleiniau magnetig yn dod yn fwyfwy cyffredin, oherwydd y potensial sydd ganddi ar gyfer gweithdrefnau echdynnu cyflym ac effeithlon. Yn ddiweddar, bu datblygiadau o gleiniau magnetig swyddogaethol iawn gyda systemau byffer addas, sydd wedi gwneud awtomeiddio echdynnu asid niwclëig a llif gwaith sy'n ysgafn iawn o ran adnoddau ac yn gost-effeithlon yn bosibl. Hefyd, nid yw dulliau echdynnu gleiniau magnetig yn cynnwys y camau allgyrchu a all achosi grymoedd cneifio sy'n torri darnau hirach o DNA. Mae hyn yn golygu bod llinynnau hirach o DNA yn aros yn gyfan, sy'n bwysig mewn profion genomig.
Amser postio: Tach-25-2022