Добрі поради » Цікаве » Молекулярно-біологічні методи дослідження та їх використання

Молекулярно-біологічні методи дослідження та їх використання

14-02-2016, 18:25
2 885
0
Молекулярно-біологічні методи дослідження відіграють велику роль у сучасній медицині, криміналістиці та біології. Завдяки досягненням в області вивчення ДНК і РНК, людина здатна вивчити геном організму, визначити збудника захворювання, розпізнати потрібну нуклеїнову кислоту в суміші кислот і т. д.

Молекулярно-біологічні методи дослідження. Що це таке?

Ще в 70-80-х роках вченим вперше вдалося розшифрувати геном людини. Ця подія дала поштовх розвитку генної інженерії та молекулярної біології. Вивчення властивостей ДНК і РНК призвело до того, що тепер можна використовувати ці нуклеїнові кислоти в цілях діагностики захворювання, вивчення генів.
Молекулярно-біологічні методи дослідження та їх використання



Одержання ДНК і РНК

Молекулярно-біологічні методи діагностики вимагають наявності вихідного матеріалу: частіше це нуклеїнові кислоти. Існує кілька способів виділення цих речовин із клітин живих організмів. Кожен з них має свої переваги і недоліки, і це треба враховувати при виборі методу виділення нуклеїнових кислот в чистому вигляді. 1. Одержання ДНК по Мармур. Метод полягає в обробці суміші речовин спиртом, в результаті чого чистий ДНК випадає в осад. Мінусом цього способу є використання агресивних речовин: фенолу та хлороформу. 2. Виділення ДНК за Буму. Основна речовина, яка використовується тут, – це гуанідинів тиоционат (GuSCN). Воно сприяє осадженню дезоксирибонуклеїнової кислоти на спеціалізованих субстратах, з яких в подальшому можна зібрати за допомогою спеціального буфера. Однак GuSCN – це інгібітор ПТЦ, і навіть невелика його частина, яка потрапила в обложену ДНК, може вплинути на хід полімеразної ланцюгової реакції, яка відіграє важливу роль при роботі з нуклеїновими кислотами.


3. Осадження домішок. Метод відрізняється від попередніх тим, що осаджуються не самі молекули дехоксирибонуклеиновой кислоти, а домішки. Щоб це здійснити, використовують іонообмінники. Недолік в тому, що не всі речовини можуть осадиться. 4. Масовий скринінг. Використовується цей спосіб у тих випадках, коли не потрібні точні відомості про склад молекули ДНК, а необхідно отримати якісь статистичні дані. Пояснюється це тим, що структура нуклеїнової кислоти може пошкодитися при обробці детергентами, зокрема, лугами.
Молекулярно-біологічні методи дослідження та їх використання

Класифікація методів дослідження

Всі молекулярно-біологічні методи дослідження поділяються на три великі групи: 1. Амплификационные (з використанням безлічі ферментів). Сюди відноситься ПЛР – полімеразна ланцюгова реакція, яка відіграє велику роль у багатьох з методів діагностики. 2. Неамплификационные. Ця група методів пов'язана безпосередньо з роботою сумішей нуклеїнових кислот. Прикладами є 3 види блоттингов, in situ гібридизація і т. д. 3. Методи, засновані на розпізнаванні сигналу від молекули зонда, який зв'язується з певною ДНК або РНК зонда. Приклад - система гібридизації в розчині Hybride Capture System (hc2).

Ферменти, які можуть використовуватися в молекулярно-біологічні методи дослідження

Багато методи молекулярної діагностики передбачають використання широкого діапазону ферментів. Нижче представлені застосовуються найбільш часто:
1. Рестриктаза – «ріже» молекулу ДНК на потрібні частини. 2. ДНК-полімераза – синтезує двухцепочечную молекулу дезоксирибонуклеїнової кислоти. 3. Зворотна транскриптаза (ревертаза) – використовується для синтезу ДНК на матриці РНК. 4. ДНК-лигаза – відповідає за утворення фосфодиэфирных зв'язків між нуклеотидами. 5. Экзонуклеаза – видаляє нуклеотиди з кінцевих ділянок молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти.
Молекулярно-біологічні методи дослідження та їх використання

ПЛР – основний спосіб ампліфікації ДНК

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) активно використовується в сучасної молекулярної біології. Це метод, при якому з однієї молекули ДНК можна отримати величезну кількість копій (амплифицировать молекули). Основні функції ПЛР: - діагностика захворювань; - клонування ділянок ДНК, генів. Для проведення полімеразної ланцюгової реакції необхідні наступні елементи: вихідна молекула ДНК, термостабільна ДНК-полімераза (Taq або Pfu), дезоксирибонуклеотид-фосфати (джерела азотистих основ), праймери (2 праймера на 1 молекулу ДНК) і сама буферна система, в якій можливе проведення всіх реакцій. ПЛР складається з трьох етапів: денатурація, відпал праймерів та елонгація. 1. Денатурація. При температурі 94-95 градусів за Цельсієм походить розрив водневих зв'язків між двома ланцюгами ДНК, і в результаті ми отримуємо дві одноцепочечные молекули. 2. Віджиг праймерів. При температурі 50-60 градусів за Цельсієм відбувається приєднання праймерів на кінцях одноланцюгових молекул нуклеїнової кислоти за типом компліментарності. 3. Елонгація. При температурі 72 градусів відбувається синтез дочірніх дволанцюгових молекул дезоксирибонуклеїнової кислоти.
Молекулярно-біологічні методи дослідження та їх використання

Секвенування ДНК

Молекулярно-біологічні методи дослідження часто вимагають знання послідовності нуклеотидів у молекулі дезоксирибонуклеїнової кислоти. Для визначення генетичного коду проводиться секвенування. Молекулярна діагностика майбутнього буде заснована на знаннях, отриманих при визначенні послідовності людини. Виділяють наступні види секвенування:
  • секвенування за Максаму-Гилберту;
  • секвенування за Сэнгеру;
  • пиросеквенирование;
  • нанопоровое секвенування.
  • Схожі добрі поради по темі
    Анатомія - це наука про що? Значення, розвиток науки, методи дослідження
    Анатомія - це наука про що? Значення, розвиток науки, методи дослідження
    Анатомія - це складна наука, в якій розповідається про побудову людського тіла. Що нового можна почерпнути з цього поняття, і як анатомія вплинула на
    Хроматографічні методи аналізу: переваги і недоліки
    Хроматографічні методи аналізу: переваги і недоліки
    Хроматографія є одним з найбільш застосовуваних методів аналізу і розділення компонентів досліджуваних проб. Це пояснюється його экспрессностью,
    Де синтезується рРНК. Рибосомні рибонуклеїнові кислоти рРНК: характеристика, будова та опис
    Де синтезується рРНК. Рибосомні рибонуклеїнові кислоти рРНК: характеристика, будова та опис
    Молекулярна біологія займається вивченням будови і функцій молекул органічних речовин, що входять до складу живих клітин рослин, тварин і людини.
    Наука, що вивчає тканини, - гістологія
    Наука, що вивчає тканини, - гістологія
    Як називається наука, що вивчає тканини, яка її історія? Що саме є об'єктом вивчення і що таке тканини і органи? Чи приносить користь гістологія при
    Розшифровка цитологічного дослідження мазків шийки матки
    Розшифровка цитологічного дослідження мазків шийки матки
    Своєчасна і ефективна діагностика в області гінекології – запорука успішного лікування. Цитологічний аналіз – один з таких методів, яким не можна
    ДНК: розшифровка, історія, склад, значення
    ДНК: розшифровка, історія, склад, значення
    Зовсім недавно в мікробіології і генетики стався суттєвий прорив, що вплинув на науку. Майже повністю раскодировали структуру ДНК. Розшифровка