Молекул биологийн судалгааны аргууд орчин үеийн анагаах ухаан, шүүх эмнэлэг, биологийн салбарт томоохон үүрэг гүйцэтгэдэг. ДНХ, РНХ-ийн судалгааны дэвшлийн ачаар хүн организмын геномыг судлах, өвчин үүсгэгчийг тодорхойлох, хүчлүүдийн холимог дахь хүссэн нуклейн хүчлийг таних гэх мэт боломжтой болсон.
Молекул биологийн судалгааны аргууд. Энэ юу вэ?
Эрт 70-80-аад оны үед эрдэмтэд анх удаа хүний геномыг тайлж чадсан. Энэ үйл явдал генийн инженерчлэл, молекул биологийн хөгжилд түлхэц өгсөн. ДНХ, РНХ-ийн шинж чанарыг судалснаар өвчнийг оношлох, генийг судлах зорилгоор эдгээр нуклейн хүчлийг ашиглах боломжтой болсон.
ДНХ ба РНХ олж авах
Молекул биологийн оношлогооны аргууд нь эхлэлийн материал байхыг шаарддаг: ихэвчлэн нуклейн хүчил байдаг. Эдгээр бодисыг амьд организмын эсээс тусгаарлах хэд хэдэн арга байдаг. Тэд тус бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай бөгөөд энэ нь зайлшгүй шаардлагатайцэвэр нуклейн хүчлийг ялгах аргыг сонгохдоо анхаарна уу.
1. Мармурын дагуу ДНХ авах. Энэ арга нь холимог бодисыг согтууруулах ундаагаар эмчлэхээс бүрддэг бөгөөд үүний үр дүнд цэвэр ДНХ тунадас үүсдэг. Энэ аргын сул тал нь түрэмгий бодисууд: фенол ба хлороформыг ашиглах явдал юм.
2. Boom-ийн дагуу ДНХ-ийн тусгаарлалт. Энд ашигласан гол бодис бол гуанидин тиоцианат (GuSCN) юм. Энэ нь тусгай субстрат дээр дезоксирибонуклеины хүчлийг тунадасжуулахад хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд дараа нь тусгай буфер ашиглан цуглуулж болно. Гэсэн хэдий ч GuSCN нь PTC-ийн дарангуйлагч бөгөөд тунасан ДНХ-д ордог түүний багахан хэсэг ч гэсэн нуклейн хүчлүүдтэй ажиллахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг полимеразын гинжин урвалын явцад нөлөөлдөг.
3. Бохирдлын тунадасжилт. Энэ арга нь өмнөх аргуудаас ялгаатай нь дезоксирибонуклеины хүчлийн молекулууд биш, харин хольцууд тунадас үүсгэдэг. Үүнийг хийхийн тулд ион солилцогчийг ашигладаг. Сул тал нь бүх бодис тунадас үүсгэдэггүй.
4. Масс скрининг. Энэ аргыг ДНХ-ийн молекулын найрлагын талаар нарийн мэдээлэл авах шаардлагагүй, гэхдээ зарим статистик мэдээллийг олж авах шаардлагатай тохиолдолд ашигладаг. Үүнийг угаалгын нунтаг, ялангуяа шүлтлэг бодисоор эмчлэхэд нуклейн хүчлийн бүтэц гэмтдэгтэй холбон тайлбарлаж байна.
Судалгааны аргуудын ангилал
Молекул биологийн судалгааны бүх аргуудыг гурван том бүлэгт хуваадаг:
1. Олшруулах (олон ферментийг ашиглан). ЭндОношилгооны олон аргуудад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг ПГУ-полимеразын гинжин урвалыг хэлдэг.
2. Өсгөх чадваргүй. Энэ бүлгийн аргууд нь нуклейн хүчлүүдийн хольцын үйл ажиллагаатай шууд холбоотой байдаг. Жишээ нь: 3 толбо, in situ эрлийзжүүлэлт гэх мэт.
3. Тодорхой датчик ДНХ эсвэл РНХ-тэй холбогддог датчик молекулын дохиог танихад үндэслэсэн аргууд. Жишээ нь Hybride Capture System (hc2).
Молекул биологийн судалгааны аргуудад ашиглаж болох ферментүүд
Молекулын оношлогооны олон аргууд нь өргөн хүрээний ферментийг ашигладаг. Доорх нь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг:
1. Хязгаарлах фермент - ДНХ-ийн молекулыг шаардлагатай хэсгүүдэд нь "тасалдаг".
2. ДНХ полимераз - дезоксирибонуклеины хүчлийн давхар хэлхээтэй молекулыг нийлэгжүүлдэг.
3. Урвуу транскриптаза (ревертаза) - РНХ загвар дээр ДНХ-г нэгтгэхэд ашигладаг.
4. ДНХ лигаза - нуклеотидын хооронд фосфодиэфирийн холбоо үүсгэх үүрэгтэй.
5. Экзонуклеаза - дезоксирибонуклеин хүчлийн молекулын төгсгөлийн хэсгүүдээс нуклеотидуудыг зайлуулдаг.
ПГУ нь ДНХ олшруулах гол арга юм
Полимеразын гинжин урвал (ПГУ) нь орчин үеийн молекул биологид идэвхтэй ашиглагдаж байна. Энэ нь нэг ДНХ молекулаас асар олон тооны хуулбар авах боломжтой арга юм (молекулуудыг олшруулдаг).
ПГУ-ын үндсэн үүрэг:
- оношилгооөвчин;
- ДНХ-ийн сегмент, генийг хувилах.
Полимеразын гинжин урвал явуулахад дараах элементүүд шаардлагатай: ДНХ-ийн анхны молекул, термостат ДНХ полимераза (Taq эсвэл Pfu), дезоксирибонуклеотид фосфатууд (азотын суурийн эх үүсвэр), праймер (1 ДНХ молекул тутамд 2 праймер).) болон бүх урвал явагдах боломжтой буфер систем.
ПГУ нь денатураци, праймерын ангалалт, сунгалт гэсэн гурван үе шатаас бүрдэнэ.
1. Денатураци. Цельсийн 94-95 хэмийн температурт ДНХ-ийн хоёр хэлхээ хоорондын устөрөгчийн холбоо тасарч, үр дүнд нь нэг судалтай хоёр молекул гарч ирдэг.
2. Праймерыг зөөлрүүлэх. Цельсийн 50-60 хэмийн температурт нэг судалтай нуклейн хүчлийн молекулуудын төгсгөлд нэмэлтийн төрлөөр праймерууд бэхлэгддэг.
3. Сунгах. 72 градусын температурт дезоксирибонуклеины хүчлийн хоёр хэлхээтэй охин молекулуудын нийлэгжилт явагдана.
ДНХ-ийн дараалал
Молекул биологийн судалгааны аргууд нь ихэвчлэн дезоксирибонуклеины хүчлийн молекул дахь нуклеотидын дарааллыг мэддэг байхыг шаарддаг. Генетик кодыг тодорхойлохын тулд дараалал хийдэг. Ирээдүйн молекулын оношлогоо нь хүний дарааллаас олж авсан мэдлэгт тулгуурлана.
Дараах дарааллын төрлүүд ялгагдана:
- Максам-Гилберт дараалал;
- Сэнгерийн дараалал;
- пирос дараалал;
- нанопордараалал.
