შესავალი
რა არის ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქცია?
უმარტივესი ტერმინებით, ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქცია არის ნიმუშიდან რნმ-ის და/ან დნმ-ის და ყველა ზედმეტი ნაწილის მოცილება, რომელიც არ არის საჭირო. ექსტრაქციის პროცესი იზოლირებს ნუკლეინის მჟავებს ნიმუშიდან და იძლევა მათ კონცენტრირებული ელუატის სახით, რომელიც თავისუფალია გამხსნელებისა და დამაბინძურებლებისგან, რომლებმაც შეიძლება გავლენა მოახდინონ ნებისმიერ შემდგომ გამოყენებაზე.
ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქციის გამოყენება
გაწმენდილი ნუკლეინის მჟავები გამოიყენება სხვადასხვა დანიშნულებით, სხვადასხვა ინდუსტრიაში. ჯანდაცვა, ალბათ, ის სფეროა, სადაც ისინი ყველაზე ხშირად გამოიყენება, რადგან გაწმენდილი რნმ და დნმ საჭიროა სხვადასხვა ტესტირების მიზნებისთვის.
ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქციის გამოყენება ჯანდაცვაში მოიცავს:
- ახალი თაობის სეკვენირება (NGS)
- ამპლიფიკაციაზე დაფუძნებული SNP გენოტიპირება
- მასივზე დაფუძნებული გენოტიპირება
- შეზღუდვის ფერმენტული მონელება
- ანალიზები მოდიფიცირებადი ფერმენტების გამოყენებით (მაგ. ლიგაცია და კლონირება)
ჯანდაცვის გარდა, ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქცია სხვა სფეროებშიც გამოიყენება, მათ შორის, მაგრამ არა მხოლოდ, მამობის ტესტირება, ფორენზიკა და გენომიკა.
ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქციის მოკლე ისტორია
დნმ-ის ექსტრაქციადიდი ხნის წინანდელი პირველი ცნობილი იზოლაცია შვეიცარიელმა ექიმმა ფრიდრიხ მიშერმა 1869 წელს ჩაატარა. მიშერი იმედოვნებდა, რომ უჯრედების ქიმიური შემადგენლობის დადგენით სიცოცხლის ფუნდამენტურ პრინციპებს ამოხსნიდა. ლიმფოციტებთან დაკავშირებული წარუმატებლობის შემდეგ, მან შეძლო დნმ-ის ნედლი ნალექის მიღება ლეიკოციტებიდან, რომლებიც გადაყრილ სახვევებზე ჩირქში იპოვეს. მან ეს გააკეთა უჯრედში მჟავას და შემდეგ ტუტეს დამატებით, რათა უჯრედის ციტოპლაზმა დაეტოვებინა, შემდეგ კი შეიმუშავა პროტოკოლი დნმ-ის სხვა ცილებისგან გამოყოფისთვის.
მიშერის რევოლუციური კვლევის შემდეგ, ბევრმა სხვა მეცნიერმა განაგრძო დნმ-ის იზოლირებისა და გაწმენდის ტექნიკის განვითარება და წინსვლა. ედვინ ჯოზეფ კონმა, ცილის სპეციალისტმა, მეორე მსოფლიო ომის დროს შეიმუშავა ცილის გაწმენდის მრავალი ტექნიკა. იგი პასუხისმგებელი იყო სისხლის პლაზმის შრატის ალბუმინის ფრაქციის იზოლირებაზე, რომელიც მნიშვნელოვანია სისხლძარღვებში ოსმოსური წნევის შესანარჩუნებლად. ეს გადამწყვეტი მნიშვნელობის იყო ჯარისკაცების სიცოცხლის შესანარჩუნებლად.
1953 წელს ფრენსის კრიკმა, როზალინდ ფრანკლინთან და ჯეიმს უოტსონთან ერთად, განსაზღვრა დნმ-ის სტრუქტურა, რამაც აჩვენა, რომ იგი ნუკლეინის მჟავას ნუკლეოტიდების გრძელი ჯაჭვების ორი ჯაჭვისგან შედგებოდა. ამ გარღვევის აღმოჩენამ გზა გაუხსნა მესელსონსა და შტალს, რომლებმაც შეძლეს შეემუშავებინათ სიმკვრივის გრადიენტის ცენტრიფუგირების პროტოკოლი E. Coli ბაქტერიიდან დნმ-ის იზოლირებისთვის, რადგან მათ 1958 წლის ექსპერიმენტის დროს აჩვენეს დნმ-ის ნახევრად კონსერვატიული რეპლიკაცია.
ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქციის ტექნიკა
რა არის დნმ-ის ექსტრაქციის 4 ეტაპი?
ყველა მოპოვების მეთოდი ერთსა და იმავე ფუნდამენტურ ეტაპებს მოიცავს.
უჯრედების დაშლაეს ეტაპი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც უჯრედის ლიზისი, გულისხმობს უჯრედის კედლის და/ან უჯრედის მემბრანის დაშლას, რათა გამოთავისუფლდეს უჯრედშიდა სითხეები, რომლებიც შეიცავს საინტერესო ნუკლეინის მჟავებს.
არასასურველი ნარჩენების მოცილება. ეს მოიცავს მემბრანულ ლიპიდებს, ცილებს და სხვა არასასურველ ნუკლეინის მჟავებს, რომლებმაც შეიძლება ხელი შეუშალონ შემდგომ პროგრამებს.
იზოლაცია. თქვენს მიერ შექმნილი გასუფთავებული ლიზატიდან სასურველი ნუკლეინის მჟავების იზოლირების რამდენიმე განსხვავებული გზა არსებობს, რომლებიც ორ ძირითად კატეგორიად იყოფა: ხსნარზე დაფუძნებული ან მყარ მდგომარეობაში მყოფი (იხილეთ შემდეგი ნაწილი).
კონცენტრაცია. მას შემდეგ, რაც ნუკლეინის მჟავები იზოლირებული იქნება ყველა სხვა დამაბინძურებლისა და გამხსნელისგან, ისინი წარმოდგენილია მაღალკონცენტრირებულ ელუატში.
ექსტრაქციის ორი ტიპი
ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქციის ორი ტიპი არსებობს - ხსნარზე დაფუძნებული მეთოდები და მყარ მდგომარეობაში მოხვედრის მეთოდები. ხსნარზე დაფუძნებული მეთოდი ასევე ცნობილია, როგორც ქიმიური ექსტრაქციის მეთოდი, რადგან ის გულისხმობს ქიმიკატების გამოყენებას უჯრედის დაშლისა და ნუკლეინის მასალის მისაღებად. ეს შეიძლება იყოს როგორც ორგანული ნაერთების, როგორიცაა ფენოლი და ქლოროფორმი, ასევე ნაკლებად მავნე და შესაბამისად, უფრო რეკომენდებული არაორგანული ნაერთების, როგორიცაა პროტეინაზა K ან სილიციუმის გელი, გამოყენება.
უჯრედის დაშლის სხვადასხვა ქიმიური ექსტრაქციის მეთოდების მაგალითებია:
- მემბრანის ოსმოსური რღვევა
- უჯრედის კედლის ფერმენტული დაშლა
- მემბრანის ხსნადობა
- სარეცხი საშუალებებით
- ტუტე დამუშავებით
მყარი მდგომარეობის ტექნიკები, ასევე ცნობილი როგორც მექანიკური მეთოდები, გულისხმობს დნმ-ის მყარ სუბსტრატთან ურთიერთქმედების მეთოდის გამოყენებას. შესაძლებელია მათი გამოყოფა ისეთი მძივის ან მოლეკულის შერჩევით, რომელსაც დნმ დაუკავშირდება, მაგრამ ანალიტი - არა. მყარი ფაზის ექსტრაქციის ტექნიკის მაგალითებია სილიციუმის და მაგნიტური მძივების გამოყენება.
მაგნიტური მძივების ექსტრაქციის ახსნა
მაგნიტური მძივების ექსტრაქციის მეთოდი
მაგნიტური მძივების გამოყენებით ექსტრაქციის პოტენციალი პირველად აღიარა ტრევორ ჰოკინსის მიერ უაითჰედის ინსტიტუტის კვლევითი ინსტიტუტისთვის წარდგენილ აშშ-ის პატენტში. ამ პატენტმა აღიარა, რომ გენეტიკური მასალის ექსტრაქცია შესაძლებელია მისი მყარ საყრდენ მატარებელთან, რომელიც შეიძლება იყოს მაგნიტური მძივი, მიბმით. პრინციპი იმაში მდგომარეობს, რომ თქვენ იყენებთ მაღალფუნქციონალიზებულ მაგნიტურ მძივს, რომელზეც გენეტიკური მასალა მიეკვრება და რომლის გამოყოფა შესაძლებელია ზედა ფენადან ნიმუშის შემცველი ჭურჭლის გარე მხარეს მაგნიტური ძალის გამოყენებით.
რატომ გამოვიყენოთ მაგნიტური მძივების ექსტრაქცია?
მაგნიტური მძივებით ექსტრაქციის ტექნოლოგია სულ უფრო გავრცელებული ხდება, სწრაფი და ეფექტური ექსტრაქციის პროცედურების პოტენციალის გამო. ბოლო დროს შემუშავდა მაღალფუნქციონალიზებული მაგნიტური მძივები შესაფერისი ბუფერული სისტემებით, რამაც შესაძლებელი გახადა ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქციის ავტომატიზაცია და სამუშაო პროცესი, რომელიც ძალიან მცირე რესურსებითა და ეკონომიურობით გამოირჩევა. ასევე, მაგნიტური მძივებით ექსტრაქციის მეთოდები არ მოიცავს ცენტრიფუგირების ეტაპებს, რომლებმაც შეიძლება გამოიწვიოს ძვრის ძალები, რომლებიც დნმ-ის უფრო გრძელ ნაწილებს არღვევს. ეს ნიშნავს, რომ დნმ-ის უფრო გრძელი ჯაჭვები ხელუხლებელი რჩება, რაც მნიშვნელოვანია გენომიკურ ტესტირებაში.
გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 25 ნოემბერი