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História dos Microarrays

Os Microarrays são um regime bidimensional de amostras biológicas, com as amostras colocadas nos pontos que numeram nos milhares e organizadas em colunas e em fileiras. Permitem a análise eficiente do material genético e o tipo o mais comum, microarrays do ADN, foi utilizado para estudos em grande escala da expressão genética. A história dos microarrays segue um trajecto que ligue a descoberta inovador da estrutura do ADN aos estudos contemporâneos das genéticas.

Crédito: sciencephoto/Shutterstock.com

Disposições adiantadas do ADN

Após a primeira descrição da estrutura do ADN da hélice dobro por Watson e por Crick em 1953, o processo de separar as duas costas foi invertido logo com métodos da hibridação molecular do ADN explorada rapidamente.

A hibridação molecular é a ocorrência do ADN único-encalhado que liga ao ADN elogioso. Os pares baixos elogiosos que formam a estrutura das costas opostas do ADN são a fundação para todos os métodos de análise que envolvem seqüências do ADN.

Em 1975, Grunstein e Hogness aplicaram o processo de hibridação molecular a ADN liberado das colônias microbianas borradas, um processo útil para selecionar clone das bactérias. O método da hibridação de colônia foi formado aleatòria clonando o ADN de Escherichia Coli (Escherichia Coli) nas placas de petri do ágar cobertas com os filtros da nitrocelulose. Uma ponta de prova radioativa etiquetada foi adicionada então qual ligasse ao ADN elogioso dentro da amostra.

O método acima mencionado formou uma orientação aleatória dos pontos do ADN da amostra que representam os fragmentos clonados do ADN. Este é um exemplo adiantado de uma ponta de prova etiquetada que está sendo utilizada a fim identificar o emperramento baixo elogioso dos pares. Pode-se conseqüentemente considerar como um dos primeiros exemplos de uma disposição do ADN.

Gergan adaptou e outros esta metodologia às disposições do produto em 1979. As placas múltiplas no ágar replicated para produzir disposições com o uso de um dispositivo mecânico de 144 pinos para colocar amostras na quantidade correspondente de microplates bons. Isto permitiu a produção de disposições para sobre mil colônias bacterianas diferentes.

As colônias poderiam então facilmente ser transferidas aos filtros de papel para as etapas necessárias do lysis, da desnaturação e da fixação para produzir o ADN cruzado. A tecnologia de disposições baseadas filtro foi usada na pesquisa que aquela conduziu à identificação de únicos polimorfismo do nucleotide (SNPs) e da capacidade clonar genes específicos do interesse.

A importância de disposições automatizadas e do cDNA que clonam à tecnologia do microarray

A capacidade para analisar alvos múltiplos da hibridação foi automatizada no final dos anos 80 e do começo dos 90. A tecnologia robótico foi usada para pôr rapidamente clone das placas de microtiter em filtros. As disposições criaram um teste padrão definido permitindo que as hibridação paralelas sejam produzidas.

A eficiência foi aumentada com os erros que ocorrem durante os procedimentos repetitivos que estão sendo reduzidos com da colocação automatizada das amostras na disposição. A velocidade e a precisão aumentadas da automatização eram uma etapa importante na revelação para microarrays.

Uma revelação mais adicional da clonagem elogiosa do ADN (cDNA) era igualmente uma fundação importante para o microarray, porque conduziu à criação de grupos de referência de cDNA e de disposições correspondentes do filtro para genomas inteiros.

Introdução de microarrays miniaturizados

Em 1995, o primeiro estudo que usou a palavra “microarray” foi publicado que explicou como a expressão de muitos genes poderia ser monitorada paralelamente com o uso desta nova tecnologia. A disposição da amostra foi construída com a impressão robótico de alta velocidade do cDNA no vidro.

O tamanho pequeno dos pontos na disposição e no alto densidade das disposições produziu volumes da hibridação de dois microlitros, que estava a um volume que permitisse a detecção de transcritos raros dentro das amostras da ponta de prova.

O microarray era um avanço técnico que significasse que um exame mais largo da expressão genética poderia ser realizado. Em 1997, os pesquisadores da Universidade de Stanford publicaram o primeiro estudo do microarray do inteiro-genoma da expressão genética colocando o genoma de fermento inteiro em um microarray.

A tecnologia não foi comercializada e o laboratório da Universidade de Stanford publicou as instruções para produzir a robótica necessária para um microarray. Quando hoje houver umas opções comerciais do microarray com maior sensibilidade, a produção simples de microarrays permitiu experiências facilmente customizáveis dentro dos laboratórios.

Fontes:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4011503/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11357674
  3. https://j-biomed-discovery.biomedcentral.com/articles/10.1186/1747-5333-1-11
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7569999
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC24262/

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Last Updated: May 24, 2019

Shelley Farrar Stoakes

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Shelley Farrar Stoakes

Shelley has a Master's degree in Human Evolution from the University of Liverpool and is currently working on her Ph.D, researching comparative primate and human skeletal anatomy. She is passionate about science communication with a particular focus on reporting the latest science news and discoveries to a broad audience. Outside of her research and science writing, Shelley enjoys reading, discovering new bands in her home city and going on long dog walks.

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