ДНХ-ийн эрлийзжилтийн үндэс нь юу вэ? Хэдийгээр хоёр хэлхээтэй ДНХ-ийн дараалал нь физиологийн нөхцөлд ерөнхийдөө тогтвортой байдаг ч эдгээр нөхцлийг лабораторид өөрчлөх нь (ихэвчлэн орчны температурыг нэмэгдүүлэх замаар) молекулуудыг тус тусад нь салгахад хүргэдэг. Сүүлийнх нь бие биенээ нөхдөг боловч хүрээлэн буй орчинд байгаа бусад дарааллыг нөхөж болно. Орчны температурыг бууруулснаар нэг судалтай молекулууд бие биентэйгээ "эрлийзжих" боломжтой болно. Энэ бол ДНХ-ийн эрлийзжүүлэх арга юм.
Молекул биологийн үзэл баримтлал
ДНХ-ийн репликаци болон ДНХ-ийг РНХ болгон хувиргах үйл ажиллагаанд оролцдог эрдэмтэд нуклеотидын кроссовер болон молекул биологийн техникт тулгуурладаг. Үүнд Өмнөд ба Хойд толбо, полимеразын гинжин урвал (ПГУ) болон ихэнх ДНХ-РНХ-ийн эрлийзжүүлэлт, дараалал тогтоох аргууд орно.
Програм
Эрлийзжих нь нуклеотидын үндсэн шинж чанар юмдараалал ба молекул биологийн олон аргад хэрэглэгддэг. Хоёр зүйлийн генетикийн ерөнхий хамаарлыг тэдгээрийн ДНХ-ийн сегментүүдийг эрлийзжүүлэх замаар тодорхойлж болно (ДНХ-ДНХ-ийн эрлийз). Ойр дотны биетүүдийн дарааллын ижил төстэй байдлаас шалтгаалан ийм ДНХ-ийн эрлийз хайлуулахын тулд алслагдсан организмуудтай харьцуулахад илүү өндөр температур шаардлагатай байдаг. Полимеразын гинжин урвал (ПГУ) зэрэг ДНХ дээжийн гарал үүслийг тодорхойлохын тулд эрлийзжүүлэх янз бүрийн аргуудыг ашигладаг. Өөр нэг аргад ДНХ-ийн богино дарааллыг эсийн мРНХ-д эрлийзжүүлж, илэрхийлэгдсэн генийг тодорхойлох боломжтой. Эмийн компаниуд рибосом нь мРНХ-г уураг болгон хувиргахаас сэргийлж, хүсээгүй мРНХ-тэй холбогдохын тулд антисенс РНХ-г ашиглах талаар судалж байна.
ДНХ-ДНХ-ийн гибридизаци гэдэг нь ерөнхийдөө ДНХ-ийн дарааллын сан хоорондын генетикийн ижил төстэй байдлын зэргийг хэмждэг молекул биологийн техникийг хэлдэг. Энэ нь ихэвчлэн хоёр организмын хоорондох генетикийн зайг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Энэ нь филогенез, ангилал зүйд өргөн хэрэглэгддэг.
Арга зүй
Нэг организмын ДНХ-г шошгож, дараа нь түүнтэй харьцуулах боломжтой шошгогүй ДНХ-тэй хольсон. Холимогийг өсгөвөрлөж, ДНХ-ийн хэлхээг салгаж, дараа нь шинэчлэгдсэн эрлийз хоёр судалтай ДНХ үүсгэхийн тулд хөргөнө. Их хэмжээний ижил төстэй эрлийзжүүлсэн дараалал нь илүү нягт холбогдож, тэдгээрийг салгахад илүү их энерги шаардагдана: өөрөөр хэлбэл, өндөр температурт халаахад тэдгээр нь салдаг. Температур нь ижил төстэй дарааллаас ялгаатай бөгөөд "ДНХ хайлах" гэж нэрлэгддэг процесс.
ДНХ хайлах
Эрлийзжүүлсэн ДНХ-ийн хайлах хэлбэрийг үнэлэхэд давхар хэлхээтэй ДНХ нь "багана" гэж нэрлэгддэг хэсэгт холбогдож, үүссэн хольцыг халаана. Алхам бүрт баганыг угааж, хайлж буй ДНХ-ийн дараалал нь нэг судалтай болж, баганыг угаана. Шошготой ДНХ баганаас гарах температур нь дарааллын хоорондох ижил төстэй байдлын хэмжээг илэрхийлдэг (мөн өөрөө нугалах загвар нь хяналтын үүрэг гүйцэтгэдэг). Организмуудын генетикийн ижил төстэй байдлын зэргийг тодорхойлохын тулд эдгээр үр дүнг нэгтгэдэг. Орчин үеийн микробиологийн дагуу эдгээр зүйлийг ойлгохгүйгээр ДНХ-ийн эрлийзжих боломжгүй юм.
Рибонуклеины хүчил (эсвэл дезоксирибонуклеин) хүчлийн олон төрлийг ийм байдлаар харьцуулах үед ижил төстэй байдлын утгууд нь тухайн зүйлийг филогенетикийн модонд байрлуулах боломжийг олгодог. Тиймээс энэ нь молекулын системчилсэн судалгаа хийх боломжит аргуудын нэг юм. Энэ аргын анхдагч Чарльз Сибли, Жон Ахлквист нар шувууд (Сибли-Ахлквист ангилал зүй) болон приматуудын филогенетик харилцааг судлахын тулд ДНХ-ДНХ-ийн эрлийзжилтийг ашигласан.
Биологийн ач холбогдол
ДНХ-ДНХ-ийн эрлийзжүүлэлт нь нянгийн төрлийг ялгах алтан стандарт бөгөөд 70%-иас дээш ижил төстэй байдал нь харьцуулсан омгууд нь өөр өөр зүйлд хамаарах болохыг харуулж байна. 2014 онд бактерийн дэд зүйлүүдийг ялгахад 79%-ийн ижил төстэй байдлын босго тогтоохыг санал болгосон.
Организмын геном дахь паралогт аналогуудын эрлийзжүүлэлтээр организм хоорондын ортологийн дарааллын ялгааг хэмжих аливаа оролдлого нь дарагдсан байдаг тул энэ техник нь хоорондоо нягт холбоотой зүйлүүдийг харьцуулах нь буруу гэж шүүмжлэгчид үздэг. ДНХ-ийн дараалал болон тооцооллын дарааллын харьцуулалт нь одоогоор генетикийн зайг тодорхойлоход түгээмэл хэрэглэгддэг арга боловч энэ аргыг микробиологид бактерийг тодорхойлоход ашигладаг хэвээр байна.
Одоогийн арга бол ДНХ-ДНХ-ийн эрлийзжилтийг силиконоор бүрэн буюу хэсэгчлэн дараалсан геном ашиглан хийх явдал юм. DSMZ-ийн боловсруулсан GGDC нь DDH-тэй төстэй утгыг тооцоолох хамгийн үнэн зөв хэрэгсэл юм. Бусад алгоритмын сайжруулалтуудын дунд энэ нь хоёр геномын дарааллын хоорондох таарч байгаа эсэхийг сайтар шүүж, паралог дарааллын асуудлыг шийддэг.
Загасны арга
Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) нь ихэвчлэн тодорхой хромосом дээрх ДНХ-г илрүүлж, дараалаллахад ашигладаг лабораторийн арга юм.
1969 онд Жозеф Галл, Мэри Лу Парду нар мэлхийн өндөгний цөм дэх нэмэлт ДНХ-ийн дарааллыг илрүүлэхэд рибосомын ДНХ-ийн дарааллын цацраг идэвхт хуулбарыг ашиглаж болохыг харуулсан нийтлэл хэвлүүлсэн. Эдгээр анхны ажиглалтаас хойш олон сайжруулалт нь олон талт байдал болон нэмэгдсэнУг процедурын мэдрэмтгий байдал нь in situ эрлийзжүүлэх ("байршил", Латин хэлээр) одоо цитогенетикийн чухал хэрэгсэл гэж тооцогддог. (Эмгэг судлалын үйл явцад зөвхөн хучуур эдийн эд оролцдог хавдрын өсөлтийн эхний үе шатыг in situ гэдэг нэр томъёог одоо бас ашигладаг.)
Флюресцент гибридизацийн дараалал
РНХ датчикийг эд, эс дэх lncRNA болон miRNA мРНХ-ийг дүрслэн харуулахын тулд ямар ч ген эсвэл ген доторх дурын дараалалд зориулан бүтээж болно. FISH нь эсийн нөхөн үржихүйн мөчлөг, ялангуяа аливаа хромосомын эмгэгийн цөмийн интерфазыг судлахад ашиглагддаг. FISH нь олон тооны архивын тохиолдлуудад дүн шинжилгээ хийх боломжийг олгодог бөгөөд ижил төстэй хромосомуудыг татах хиймэл хромосомын суурьтай датчик үүсгэснээр тодорхойлсон хромосомыг тодорхойлоход илүү хялбар болно.
Цөмийн эмгэг илэрсэн үед датчик бүрийн эрлийзжих дохио: mRNA болон lncRNA илрүүлэх датчик бүр нь 20 хос олигонуклеотидээс бүрдэх ба хос тус бүр нь 40-50 bp зай эзэлнэ. p. Пробууд мРНХ-г илрүүлэхийн тулд хувийн химийн аргыг ашигладаг.
ДНХ мэдрэгчтэй эрлийзжүүлэлт
Зондыг ихэвчлэн хүний геномын дизайнд ашиглахаар тусгаарлаж, цэвэршүүлж, олшруулсан ДНХ-ийн хэлтэрхийнүүдээр хийдэг. Хүний геномын хэмжээ нь шууд дараалуулж болох урттай харьцуулахад маш том тул үүнийг хуваах шаардлагатай болдог.хэлтэрхий. Эцсийн эцэст, эдгээр хэлтэрхийнүүд нь дараалалд хамаарах эндонуклеазуудыг ашиглан жижиг фрагмент бүрийн хэмжээг хэмжиж, том хэсгүүд хоорондоо давхцаж байгааг тодорхойлохын тулд энэ мэдээллийг ашиглан жижиг хэсгүүдийн хэмжээг хэмжих замаар жижиг хэсгүүдэд хуваах замаар эдгээр хэлтэрхийг эрэмбэлсэн..
Элементүүдийг бие даасан ДНХ-ийн дарааллаар нь хадгалахын тулд фрагментуудыг байнга давтагддаг бактерийн популяцийн системд нэмсэн. Бактерийн клон популяци, популяци бүр нь нэг хиймэл хромосомыг хадгалдаг бөгөөд дэлхийн янз бүрийн лабораторид хадгалагддаг. Хиймэл хромосомыг (BACs) ургуулж, гаргаж авч, номын сан бүхий ямар ч лабораторид тэмдэглэж болно. Геномын номын сангууд нь ихэвчлэн хөгжсөн байгууллагуудынхаа нэрээр нэрлэгддэг. Үүний нэг жишээ бол Буффало (Нью-Йорк, АНУ) дахь Розуэлл хорт хавдрын хүрээлэнгийн нэрэмжит RPCI-11 номын сан юм. Эдгээр хэлтэрхийнүүд нь 100 мянга орчим үндсэн хосыг бүрдүүлдэг бөгөөд ихэнх FISH датчикуудын үндэс болдог.
