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Microarray del DNA

Il microarray è una tecnologia sviluppata di recente utilizzata nella ricerca sul cancro e nel trattamento farmacologico di altre malattie quali le lesioni orali. In questa tecnologia, una diapositiva del microscopio (normalmente una 2D schiera fatta di vetro, dei chip di silicio, o della membrana di nylon) stampata con migliaia di punti minuscoli nelle posizioni definite è utilizzata.

©DAndre Nante/Shutterstock.com

Il microarray del DNA (chip del gene, chip del DNA, o biochip) è una tale tecnologia che misura il DNA o usa il DNA come parte del suo sistema di rilevamento. In ciascuno dei punti in questa schiera, una sequenza conosciuta o il gene del DNA è attendente sistemato.

Complessivamente, i campioni di tutti i genoma di un organismo possono essere presenti in una singola diapositiva. Un database di computer poi è usato per registrare la posizione e la sequenza di ogni punto. Queste sequenze del DNA sono confrontate a vicenda per ottenere le informazioni necessarie. Questa tecnica permette ai ricercatori di studiare ed analizzare l'espressione di migliaia di geni in una singola reazione e di affrontare le emissioni che sono credute per essere nontraceable.

Principio e tecnica

Il principio di base dietro il microarray del DNA è “ibridazione dell'acido nucleico„. In questo trattamento, due fili complementari di un DNA si uniscono tramite i legami idrogeni per formare una molecola a doppia elica. Ciò aiuta i ricercatori a confrontare ed analizzare le molecole del RNA o del DNA delle sequenze identiche.

La tecnica consiste di tre sezioni importanti:

  1. Preparato di un chip del DNA
  2. L'esperimento
  3. Raccolta ed analisi dei risultati
  • Preparato del chip del DNA e dell'esperimento

Parecchi metodi sono usati per preparare una schiera macchiata. In alcuni casi, le sonde già progettate che sono fissate ai aghi di stampa fini sono stampate su una superficie chimica della matrice facendo uso di un robot (assistenza tecnica di superficie). La chimica di Photoactivated e mascherare egualmente sono usati per fare le sonde e questi possono anche essere comprati dai reparti.

La procedura della reazione del microarray del DNA cattura i posti a parecchi punti:

  1. Raccolta dei campioni - un campione può, in questo caso, essere definito come la cella/tessuto dell'organismo che desideriamo intraprendere gli studi sopra. Due tipi di campioni sono raccolti: celle in buona salute e celle infettate, per il confronto ed ottenere i risultati.
  2. Isolamento del mRNA - il RNA è estratto dal campione facendo uso di una colonna o dal solvente come fenolo-cloroformio. Dal RNA estratto, il mRNA è lasciare separato il rRNA e il tRNA. Poichè il mRNA ha una poli-Un coda, le perle della colonna con le poli-T-code sono usate per legare il mRNA. Dopo l'estrazione, la colonna è risciacquata con il buffer per isolare il mRNA dalle perle. Il buffer disturba le obbligazioni ibride fra il mRNA e le perle disturbando il pH.
  3. Creazione di cDNA contrassegnato - per creare il cDNA (filo complementare del DNA), la trascrizione inversa del mRNA è fatta. Gli entrambi campioni poi sono incorporati con differenti tinture fluorescenti per la produzione dei fili fluorescenti del cDNA. Ciò aiuta nella distinzione della categoria del campione dei cDNAs.
  4. Ibridazione - i cDNAs contrassegnati dagli entrambi campioni sono collocati nel microarray del DNA in modo che ogni cDNA ottenga ibridato al suo filo complementare; egualmente sono lavati completamente per eliminare le sequenze illimitate.
  • Raccolta ed analisi

La raccolta dei dati è fatta mediante per mezzo di uno scanner di microarray. Questo scanner consiste di un laser, di un computer e di una macchina fotografica. Il laser eccita la fluorescenza del cDNA, generante i segnali.

Quando il laser scandisce la schiera, la macchina fotografica registra le immagini prodotte. Poi le memorie di computer i dati e fornisce immediatamente i risultati. I dati redatti così poi sono analizzati. La differenza nell'intensità dei colori per ogni punto determina il carattere del gene in quel punto particolare.

Tipi di microarrays del DNA

I microarrays del DNA sono di quattro tipi:

  1. microarrays del cDNA: usa i fili complementari del DNA costituiti da trascrizione del mRNA
  2. Microarrays oligo del DNA: gli usi chimicamente hanno sintetizzato il DNA oligo come sonde
  3. Microarrays di BAC: usa il modello ampliato da reazione a catena della polimerasi come la sonda
  4. Microarrays di SNP: usato per individuare i polimorfismi all'interno di una popolazione

Applicazioni

  • per studiare i transcriptomes e i proteomes
  • per diagnosticare le malattie patogene come pure genetiche in uomo
  • per identificare i microbi nell'ambiente con l'aiuto delle sonde specifiche della specie
  • Ai genoma di genotipo con singola analisi di polimorfismo (SNP) del nucleotide
  • per individuare espressione genica dei mRNAs di una cella particolare ai tempi differenti
  • per misurare i cambiamenti nel livello di espressione genica
  • per osservare le mutazioni del DNA
  • per studiare gli aumenti genomica e le perdite

Limitazioni dei microarrays del DNA

  • I risultati catturano molto tempo per analizzare poichè la quantità di dati raccolti da ogni schiera sarà enorme
  • I risultati possono essere troppo complessi per interpretare e non sono sempre quantitativi
  • I risultati non sono sempre riproducibili
  • La tecnologia è troppo costosa
  • Le schiere forniscono una misura indiretta di concentrazione relativa
  • Particolarmente per i genoma mammiferi complessi, è spesso difficile da progettare le schiere in cui le sequenze relative multiple di DNA/RNA non legano alla stessa sonda sulla schiera
  • Una schiera del DNA può individuare soltanto le sequenze che la schiera è stata destinata per individuare

Sorgenti:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3467903/
  2. http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/microarray/
  3. https://biology.mit.edu/sites/default/files/DNAmicroarray.pdf
  4. http://grf.lshtm.ac.uk/microarrayoverview.htm
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4011503/

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Last Updated: Feb 26, 2019

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