Ներածություն
Ի՞նչ է նուկլեինաթթվի արդյունահանումը:
Ամենապարզ ձևով, նուկլեինաթթվի արդյունահանումը նմուշից ՌՆԹ-ի և/կամ ԴՆԹ-ի և ավելորդ մնացորդի հեռացումն է: Արդյունահանման գործընթացը նմուշից նուկլեինաթթուները մեկուսացնում է և դրանք ստանում խտացված էլուատի տեսքով՝ զերծ նոսրացուցիչներից և աղտոտիչներից, որոնք կարող են ազդել հետագա կիրառման վրա:
Նուկլեինաթթվի արդյունահանման կիրառությունները
Մաքրված նուկլեինաթթուները օգտագործվում են բազմաթիվ տարբեր ոլորտներում՝ տարբեր ոլորտներում: Առողջապահությունը, թերևս, այն ոլորտն է, որտեղ դրանք ամենաշատն են օգտագործվում, քանի որ մաքրված ՌՆԹ-ն և ԴՆԹ-ն անհրաժեշտ են բազմաթիվ տարբեր թեստավորման նպատակների համար:
Նուկլեինաթթվի արդյունահանման կիրառությունները առողջապահության մեջ ներառում են.
- Հաջորդ սերնդի հաջորդականացում (NGS)
- Ամպլիֆիկացիայի վրա հիմնված SNP գենոտիպավորում
- Զանգվածային գենոտիպավորում
- Սահմանափակող ֆերմենտային մարսողություն
- Վերլուծություններ՝ օգտագործելով փոփոխող ֆերմենտներ (օրինակ՝ լիգացիա և կլոնավորում)
Առողջապահությունից դուրս կան նաև այլ ոլորտներ, որտեղ օգտագործվում է նուկլեինաթթվի արդյունահանում, ներառյալ, բայց չսահմանափակվելով դրանով, հայրության թեստավորումը, դատաբժշկական փորձաքննությունը և գենոմիկան։
Նուկլեինաթթվի արդյունահանման համառոտ պատմություն
ԴՆԹ-ի արդյունահանումԱռաջին հայտնի մեկուսացումը կատարվել է շվեյցարացի բժիշկ Ֆրիդրիխ Միշերի կողմից 1869 թվականին: Միշերը հույս ուներ լուծել կյանքի հիմնարար սկզբունքները՝ որոշելով բջիջների քիմիական կազմը: Լիմֆոցիտների հետ անհաջող փորձից հետո նա կարողացավ ստանալ ԴՆԹ-ի կոպիտ նստվածք լեյկոցիտներից, որոնք հայտնաբերվել էին վիրակապերի վրա թարախի մեջ: Նա դա արեց՝ բջջին ավելացնելով թթու, ապա ալկալի, որը դուրս էր գալիս բջջի ցիտոպլազմայից, ապա մշակեց մի արձանագրություն՝ ԴՆԹ-ն մյուս սպիտակուցներից առանձնացնելու համար:
Միշերի հեղափոխական հետազոտություններից հետո շատ այլ գիտնականներ առաջ են մղել և մշակել ԴՆԹ-ն մեկուսացնելու և մաքրելու մեթոդներ: Էդվին Ջոզեֆ Քոնը՝ սպիտակուցի գիտնականը, Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ մշակել է սպիտակուցի մաքրման բազմաթիվ մեթոդներ: Նա պատասխանատու էր արյան պլազմայի շիճուկային ալբումինի ֆրակցիայի մեկուսացման համար, որը կարևոր է արյան անոթներում օսմոտիկ ճնշումը պահպանելու համար: Սա կարևոր էր զինվորներին կենդանի պահելու համար:
1953 թվականին Ֆրենսիս Քրիքը, Ռոզալինդ Ֆրանկլինի և Ջեյմս Ուոթսոնի հետ միասին, որոշեց ԴՆԹ-ի կառուցվածքը՝ ցույց տալով, որ այն կազմված է նուկլեինաթթվի նուկլեոտիդների երկար շղթաներից։ Այս բեկումնային հայտնագործությունը ճանապարհ հարթեց Մեզելսոնի և Շտալի համար, ովքեր կարողացան մշակել խտության գրադիենտային ցենտրիֆուգացման արձանագրություն՝ ԴՆԹ-ն E. Coli բակտերիայից մեկուսացնելու համար, քանի որ նրանք ցույց տվեցին ԴՆԹ-ի կիսապահպանողական վերարտադրությունը իրենց 1958 թվականի փորձի ընթացքում։
Նուկլեինաթթվի արդյունահանման տեխնիկաներ
Որո՞նք են ԴՆԹ-ի արդյունահանման 4 փուլերը։
Բոլոր արդյունահանման մեթոդները բաղկացած են նույն հիմնական քայլերից.
Բջջային խզումԱյս փուլը, որը հայտնի է նաև որպես բջջային լիզիս, ներառում է բջջային պատի և/կամ բջջային թաղանթի քայքայումը՝ հետաքրքրության համար անհրաժեշտ նուկլեինաթթուները պարունակող ներբջջային հեղուկները արտազատելու համար։
Անցանկալի մնացորդների հեռացում։ Սա ներառում է թաղանթային լիպիդներ, սպիտակուցներ և այլ անցանկալի նուկլեինաթթուներ, որոնք կարող են խանգարել հետագա կիրառություններին։
Մեկուսացում։ Կան մի շարք տարբեր եղանակներ՝ ձեր ստեղծած մաքրված լիզատից ձեզ հետաքրքրող նուկլեինաթթուները մեկուսացնելու համար, որոնք բաժանվում են երկու հիմնական կատեգորիայի՝ լուծույթի վրա հիմնված կամ պինդ վիճակում (տե՛ս հաջորդ բաժինը):
Կոնցենտրացիա։ Նուկլեինաթթուները մյուս բոլոր աղտոտիչներից և նոսրացուցիչներից անջատելուց հետո դրանք ներկայացվում են բարձր կոնցենտրացիայի էլուատի մեջ։
Արդյունահանման երկու տեսակները
Նուկլեինաթթվի արդյունահանման երկու տեսակ կա՝ լուծույթի վրա հիմնված մեթոդներ և պինդ վիճակում գտնվող մեթոդներ: Լուծույթի վրա հիմնված մեթոդը հայտնի է նաև որպես քիմիական արդյունահանման մեթոդ, քանի որ այն ներառում է քիմիական նյութերի օգտագործում՝ բջիջը քայքայելու և նուկլեինային նյութին մուտք գործելու համար: Սա կարող է լինել կամ օրգանական միացությունների, ինչպիսիք են ֆենոլը և քլորոֆորմը, կամ ավելի քիչ վնասակար և, հետևաբար, ավելի խորհուրդ տրվող անօրգանական միացությունների, ինչպիսիք են պրոտեինազ K-ն կամ սիլիցիումային գելը, օգտագործումը:
Բջիջը քայքայելու տարբեր քիմիական արդյունահանման մեթոդների օրինակներն են՝
- թաղանթի օսմոտիկ պատռվածք
- Բջջային պատի ֆերմենտային մարսողություն
- Մեմբրանային լուծույթացում
- Լվացող միջոցներով
- Ալկալային մշակմամբ
Պինդ վիճակի տեխնիկան, որը հայտնի է նաև որպես մեխանիկական մեթոդներ, ներառում է ԴՆԹ-ի և պինդ հիմքի փոխազդեցության ուսումնասիրությունը: Ընտրելով մի գնդիկ կամ մոլեկուլ, որի հետ ԴՆԹ-ն կկապվի, բայց անալիտը՝ ոչ, հնարավոր է առանձնացնել երկուսը: Պինդ փուլի արդյունահանման տեխնիկայի օրինակներից են սիլիցիումի և մագնիսական գնդիկների օգտագործումը:
Մագնիսական գնդիկների արդյունահանման բացատրությունը
Մագնիսական գնդիկների արդյունահանման մեթոդը
Մագնիսական գնդիկների միջոցով արդյունահանման ներուժն առաջին անգամ ճանաչվել է Թրևոր Հոքինսի կողմից Ուայթհեդի ինստիտուտի հետազոտական հաստատության համար ներկայացված ԱՄՆ արտոնագրում: Այս արտոնագիրը հաստատում է, որ հնարավոր է արդյունահանել գենետիկական նյութը՝ այն կապելով պինդ կրիչի հետ, որը կարող է լինել մագնիսական գնդիկ: Սկզբունքն այն է, որ դուք օգտագործում եք բարձր ֆունկցիոնալացված մագնիսական գնդիկ, որի վրա կկապվի գենետիկական նյութը, որը այնուհետև կարող է առանձնացվել վերին շերտից՝ նմուշը պահող անոթի արտաքին մասում մագնիսական ուժ կիրառելով:
Ինչու՞ օգտագործել մագնիսական գնդիկների արդյունահանումը:
Մագնիսական գնդիկների արդյունահանման տեխնոլոգիան գնալով ավելի տարածված է դառնում՝ արագ և արդյունավետ արդյունահանման ընթացակարգերի իր ներուժի շնորհիվ: Վերջերս զարգացել են բարձր ֆունկցիոնալացված մագնիսական գնդիկներ՝ համապատասխան բուֆերային համակարգերով, որոնք հնարավոր են դարձրել նուկլեինաթթվի արդյունահանման ավտոմատացումը և աշխատանքային հոսքը, որը շատ քիչ ռեսուրսներ ունի և ծախսարդյունավետ է: Բացի այդ, մագնիսական գնդիկների արդյունահանման մեթոդները չեն ներառում ցենտրիֆուգացման փուլեր, որոնք կարող են առաջացնել կտրող ուժեր, որոնք քայքայում են ԴՆԹ-ի ավելի երկար կտորները: Սա նշանակում է, որ ԴՆԹ-ի ավելի երկար շղթաները մնում են անվնաս, ինչը կարևոր է գենոմիկայի փորձարկման մեջ:
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 25, 2022