Comment les puces ADN fonctionnent-elles ?

Une puce ADN est un agencement bidimensionnel des échantillons biologiques tenant compte de l'analyse de haut-débit d'information génétique. Les puces ADN d'ADN sont utilisées généralement aux régions multiples de génotype d'un génome ou pour produire des listes de gènes exprimés d'une cellule.

Crédit : André Nantel/Shutterstock.com

La technologie de puce ADN tient compte de l'analyse multiple de l'expression du gène dans une réaction unique. Tandis que les puces ADN d'ADN sont les plus courantes, là augmente l'utilisation de la protéine, du peptide et des puces ADN glycan.

Structure d'une puce ADN d'ADN

Des échantillons sont arrangés sur le choix dans les endroits de moins de 200 micromètres de diamètre. Chaque choix peut contenir des milliers d'endroits d'une manière ordonnée commandés en rangées et fléaux, et chaque endroit représente un gène. Les échantillons repérés sont les sondes appelées et sont traditionnellement mis sur un support se composant des matériaux tels que des lamelles de verre, des frites silicium-minces ou des membranes en nylon.

Des choix de talon également sont employés où l'agencement est composé des talons microscopiques de polystyrène, chacun qui forme une sonde spécifique. Différents échantillons peuvent être recensés par leur emplacement sur le choix comme agencement ordonné des échantillons repérés sur une structure solide fournit un emplacement facilement déterminé pour chaque gène s'analysant. L'emplacement du gène est alors enregistré sur une base de données informatique.

Analyse de puce ADN d'ADN

Les puces ADN d'ADN tiennent compte de l'analyse des configurations d'expression des gènes en travers du génome entier. L'activité des milliers de gènes peut être étudiée simultanément.  Pour déterminer quels gènes dans un échantillon sont exprimés, les opérations suivantes de l'analyse de puce ADN d'ADN sont entreprises :

  1. L'ARN messager (ARNm) est isolé dans l'échantillon et converti en ADN élogieux (l'ADNc)
  2. L'ADN élogieux est alors marqué avec une teinture fluorescente
  3. L'ADN élogieux fluorescent marqué est chargé sur la puce ADN, où des milliers d'échantillons monocatenaires d'ADN (correspondant à un gène unique) sont arrangés comme endroits dans une formation de réseau
  4. Quand l'ADNc fluorescent marqué grippe aux paires de bases élogieuses dans l'endroit témoin, alors le gène s'avère en activité

Car chaque endroit témoin retient un gène différent, l'ADNc grippera seulement aux endroits qui retiennent les gènes spécifiques avec les paires de bases élogieuses. L'ADNc attaché indique un gène qui est exprimé parce que les boucles élogieuses d'associé sont déjà dans la puce ADN. N'importe quel ADNc non lié peut être lavé hors de la puce ADN ainsi seulement la limite, fluorescent-marquée des molécules d'ADNc restent.

La puce ADN peut alors être balayée par un laser afin de trouver la marque fluorescente des molécules attachées d'ADNc. Le laser « allume » l'ADNc fluorescent-marqué, marquant l'emplacement du gène qui est exprimé. L'agencement ordonné de la puce ADN signifie que le gène peut être facilement recensé.

L'ordinateur trouvant les signes légers produits par le laser peut également analyser l'intensité des signes fluorescents. Ceci signifie que la quantité d'ARNm originel dans l'échantillon peut également être estimée.

Puces ADN repérée et d'oligonucléotide

Des puces ADN peuvent être fabriquées à différentes tailles avec le nombre de sondes sur une puce ADN s'échelonnant de dix à cinq millions. La fabrication des puces ADN, en particulier comment les sondes sont synthétisées, peut différer selon si une puce ADN repérée ou une puce ADN d'oligonucléotide est employée.

Les puces ADN repérées pré-ont produit les sondes avant le dépôt sur le choix qui sont ajoutées aux endroits de choix par l'utilisation des aiguilles fines. Les pointeaux sont réglés par une arme robotisée et transfèrent les sondes ADN à partir des puits sur la surface de choix.

L'avantage des puces ADN repérées est qu'ils peuvent être facilement produits et sont pour cette raison personnalisables pour différentes expériences.  Des sondes peuvent être choisies et synthétisées dans le laboratoire, produisant des échantillons marqués avec le matériel déjà sur le site. Ceci évite le coût d'acheter des choix commerciaux chers.

Les puces ADN d'oligonucléotide est le nom employé pour décrire une voie spécifique des sondes de fabrication pour un choix en produisant les séquences courtes d'oligonucléotide qui représentent un gène. Cette séquence est synthétisée directement sur le choix. Les puces ADN commerciales d'oligonucléotide ont l'avantage de avoir un de plus haut niveau de la sensibilité produite par de plus grandes tailles en lots et une capacité plus grande d'impression par rapport aux choix repérés formés « intérieurement ».

Sources :

  1. http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/microarray/
  2. https://www.genome.gov/10000533/dna-microarray-technology/
  3. https://www.nature.com/scitable/topicpage/scientists-can-study-an-organism-s-entire-6526266
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15846362

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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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