પરિચય
ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણ શું છે?
ખૂબ જ સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, ન્યુક્લિક એસિડ નિષ્કર્ષણ એ નમૂનામાંથી RNA અને/અથવા DNA અને બિનજરૂરી બધી વધારાની વસ્તુઓને દૂર કરવાનું છે. નિષ્કર્ષણની પ્રક્રિયા નમૂનામાંથી ન્યુક્લિક એસિડને અલગ કરે છે અને તેમને એક કેન્દ્રિત એલ્યુએટના સ્વરૂપમાં ઉત્પન્ન કરે છે, જે કોઈપણ ડાઉનસ્ટ્રીમ એપ્લિકેશનને અસર કરી શકે તેવા મંદકો અને દૂષકોથી મુક્ત હોય છે.
ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણના ઉપયોગો
શુદ્ધ ન્યુક્લિક એસિડનો ઉપયોગ વિવિધ ઉદ્યોગોમાં વિવિધ કાર્યક્રમોમાં થાય છે. આરોગ્યસંભાળ કદાચ તે ક્ષેત્ર છે જ્યાં તેનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે, શુદ્ધ RNA અને DNA વિવિધ પરીક્ષણ હેતુઓ માટે જરૂરી છે.
આરોગ્યસંભાળમાં ન્યુક્લિક એસિડ નિષ્કર્ષણના ઉપયોગોમાં શામેલ છે:
- નેક્સ્ટ જનરેશન સિક્વન્સિંગ (NGS)
- એમ્પ્લીફિકેશન-આધારિત SNP જીનોટાઇપિંગ
- એરે-આધારિત જીનોટાઇપિંગ
- પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ પાચન
- સંશોધિત ઉત્સેચકો (દા.ત. લિગેશન અને ક્લોનિંગ) નો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણ કરે છે.
આરોગ્યસંભાળ ઉપરાંત અન્ય ક્ષેત્રો પણ છે જ્યાં ન્યુક્લિક એસિડ નિષ્કર્ષણનો ઉપયોગ થાય છે, જેમાં પિતૃત્વ પરીક્ષણ, ફોરેન્સિક્સ અને જીનોમિક્સનો સમાવેશ થાય છે પરંતુ તે મર્યાદિત નથી.
ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણનો સંક્ષિપ્ત ઇતિહાસ
ડીએનએ નિષ્કર્ષણઆ શોધ ખૂબ જ જૂની છે, જેમાં પ્રથમ જાણીતી અલગતા 1869 માં સ્વિસ ચિકિત્સક ફ્રેડરિક મિશેર દ્વારા કરવામાં આવી હતી. મિશેર કોષોની રાસાયણિક રચના નક્કી કરીને જીવનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોને ઉકેલવાની આશા રાખતા હતા. લિમ્ફોસાઇટ્સમાં નિષ્ફળતા પછી, તેઓ કાઢી નાખેલી પટ્ટીઓ પર પરુમાં જોવા મળતા લ્યુકોસાઇટ્સમાંથી ડીએનએનો ક્રૂડ અવક્ષેપ મેળવવામાં સફળ રહ્યા. તેમણે કોષના સાયટોપ્લાઝમ છોડવા માટે કોષમાં એસિડ અને પછી આલ્કલી ઉમેરીને આ કર્યું, અને પછી ડીએનએને અન્ય પ્રોટીનથી અલગ કરવા માટે એક પ્રોટોકોલ વિકસાવ્યો.
મિશેરના અદભુત સંશોધનને પગલે, ઘણા અન્ય વૈજ્ઞાનિકોએ ડીએનએને અલગ કરવા અને શુદ્ધ કરવા માટેની તકનીકો વિકસાવવામાં આગળ વધ્યા છે. બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન પ્રોટીન વૈજ્ઞાનિક એડવિન જોસેફ કોહને પ્રોટીન શુદ્ધિકરણ માટે ઘણી તકનીકો વિકસાવી હતી. તેઓ રક્ત પ્લાઝ્માના સીરમ આલ્બ્યુમિન અપૂર્ણાંકને અલગ કરવા માટે જવાબદાર હતા, જે રક્ત વાહિનીઓમાં ઓસ્મોટિક દબાણ જાળવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. સૈનિકોને જીવંત રાખવા માટે આ મહત્વપૂર્ણ હતું.
૧૯૫૩માં, ફ્રાન્સિસ ક્રિક, રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન અને જેમ્સ વોટસન સાથે મળીને, ડીએનએનું માળખું નક્કી કર્યું, જે દર્શાવે છે કે તે ન્યુક્લિક એસિડ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની બે લાંબી સાંકળોથી બનેલું છે. આ સફળતાની શોધે મેસેલ્સન અને સ્ટેહલ માટે માર્ગ મોકળો કર્યો, જેઓ ૧૯૫૮ના તેમના પ્રયોગ દરમિયાન ડીએનએની અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત પ્રતિકૃતિનું પ્રદર્શન કરીને ઇ. કોલી બેક્ટેરિયામાંથી ડીએનએને અલગ કરવા માટે ઘનતા ગ્રેડિયન્ટ સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પ્રોટોકોલ વિકસાવવામાં સક્ષમ હતા.
ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણની તકનીકો
ડીએનએ નિષ્કર્ષણના 4 તબક્કા કયા છે?
બધી નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ સમાન મૂળભૂત પગલાંઓ પર આધારિત છે.
કોષ વિક્ષેપઆ તબક્કો, જેને કોષ લિસિસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં કોષ દિવાલ અને/અથવા કોષ પટલને તોડી નાખવાનો સમાવેશ થાય છે, જેથી રસ ધરાવતા ન્યુક્લિક એસિડ ધરાવતા ઇન્ટ્રા-સેલ્યુલર પ્રવાહી મુક્ત થાય.
અનિચ્છનીય કચરો દૂર કરવો. આમાં મેમ્બ્રેન લિપિડ્સ, પ્રોટીન અને અન્ય અનિચ્છનીય ન્યુક્લિક એસિડનો સમાવેશ થાય છે જે ડાઉનસ્ટ્રીમ એપ્લિકેશનમાં દખલ કરી શકે છે.
અલગતા. તમે બનાવેલા ક્લિયર લાયસેટમાંથી રસ ધરાવતા ન્યુક્લિક એસિડને અલગ કરવાની ઘણી અલગ અલગ રીતો છે, જે બે મુખ્ય શ્રેણીઓ વચ્ચે આવે છે: દ્રાવણ આધારિત અથવા ઘન સ્થિતિ (આગળનો વિભાગ જુઓ).
સાંદ્રતા. ન્યુક્લિક એસિડને અન્ય તમામ દૂષકો અને મંદકોથી અલગ કર્યા પછી, તેમને ખૂબ જ સાંદ્ર એલ્યુએટમાં રજૂ કરવામાં આવે છે.
નિષ્કર્ષણના બે પ્રકાર
ન્યુક્લિક એસિડ નિષ્કર્ષણ બે પ્રકારના હોય છે - દ્રાવણ આધારિત પદ્ધતિઓ અને ઘન સ્થિતિ પદ્ધતિઓ. દ્રાવણ આધારિત પદ્ધતિને રાસાયણિક નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, કારણ કે તેમાં કોષને તોડવા અને ન્યુક્લિક સામગ્રી સુધી પહોંચવા માટે રસાયણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ કાં તો ફિનોલ અને ક્લોરોફોર્મ જેવા કાર્બનિક સંયોજનોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, અથવા પ્રોટીનેઝ K અથવા સિલિકા જેલ જેવા ઓછા હાનિકારક અને તેથી વધુ ભલામણ કરાયેલ અકાર્બનિક સંયોજનોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
કોષને તોડવા માટે વિવિધ રાસાયણિક નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓના ઉદાહરણોમાં શામેલ છે:
- પટલનું ઓસ્મોટિક ફાટવું
- કોષ દિવાલનું ઉત્સેચક પાચન
- પટલનું દ્રાવ્યકરણ
- ડિટર્જન્ટ સાથે
- ક્ષારયુક્ત સારવાર સાથે
સોલિડ સ્ટેટ ટેકનિક, જેને યાંત્રિક પદ્ધતિઓ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં ડીએનએ ઘન સબસ્ટ્રેટ સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તેનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. એક મણકો અથવા પરમાણુ પસંદ કરીને જેના પર ડીએનએ બાંધશે પરંતુ વિશ્લેષક બાંધશે નહીં, બંનેને અલગ કરવાનું શક્ય છે. સિલિકા અને ચુંબકીય મણકાનો ઉપયોગ સહિત ઘન-તબક્કા નિષ્કર્ષણ તકનીકોના ઉદાહરણો.
ચુંબકીય મણકા નિષ્કર્ષણ સમજાવાયેલ
ચુંબકીય મણકા કાઢવાની પદ્ધતિ
ચુંબકીય મણકાનો ઉપયોગ કરીને નિષ્કર્ષણની સંભાવનાને સૌપ્રથમ વ્હાઇટહેડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ સંશોધન સંસ્થા માટે ટ્રેવર હોકિન્સ દ્વારા ફાઇલ કરાયેલ યુએસ પેટન્ટમાં ઓળખવામાં આવી હતી. આ પેટન્ટે સ્વીકાર્યું હતું કે આનુવંશિક સામગ્રીને એક મજબૂત સપોર્ટ કેરિયર સાથે બાંધીને કાઢવાનું શક્ય છે, જે ચુંબકીય મણકો હોઈ શકે છે. સિદ્ધાંત એ છે કે તમે એક અત્યંત કાર્યાત્મક ચુંબકીય મણકાનો ઉપયોગ કરો છો જેના પર આનુવંશિક સામગ્રી જોડાશે, જે પછી નમૂના ધરાવતા વાસણની બહાર ચુંબકીય બળ લાગુ કરીને સુપરનેટન્ટથી અલગ કરી શકાય છે.
મેગ્નેટિક બીડ એક્સટ્રેક્શનનો ઉપયોગ શા માટે કરવો?
ચુંબકીય મણકા નિષ્કર્ષણ તકનીક વધુને વધુ પ્રચલિત થઈ રહી છે, કારણ કે તેમાં ઝડપી અને કાર્યક્ષમ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓ માટે રહેલી સંભાવનાઓ છે. તાજેતરના સમયમાં યોગ્ય બફર સિસ્ટમ્સ સાથે અત્યંત કાર્યાત્મક ચુંબકીય મણકાના વિકાસ થયા છે, જેના કારણે ન્યુક્લિક એસિડ નિષ્કર્ષણનું ઓટોમેશન શક્ય બન્યું છે અને એક કાર્યપ્રવાહ શક્ય બન્યો છે જે ખૂબ જ હળવા અને ખર્ચ-કાર્યક્ષમ છે. ઉપરાંત, ચુંબકીય મણકા નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓમાં સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પગલાંનો સમાવેશ થતો નથી જે શીયર ફોર્સનું કારણ બની શકે છે જે ડીએનએના લાંબા ટુકડાઓને તોડી શકે છે. આનો અર્થ એ છે કે ડીએનએના લાંબા તાંતણા અકબંધ રહે છે, જે જીનોમિક્સ પરીક્ષણમાં મહત્વપૂર્ણ છે.
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-25-2022