Come i Microarrays funzionano?

Un microarray è una disposizione bidimensionale dei campioni biologici tenendo conto l'analisi di alto-capacità di lavorazione di informazioni genetiche. I microarrays del DNA sono comunemente usati alle regioni multiple di genotipo di genoma o compilare le liste dei geni espressi da una cella.

Credito: Andre Nantel/Shutterstock.com

La tecnologia di Microarray tiene conto l'analisi multipla di espressione genica in una singola reazione. Mentre i microarrays del DNA sono il più comune, sta aumentando l'utilizzazione di proteina, del peptide e dei microarrays glycan.

Struttura di un microarray del DNA

I campioni sono sistemati sulla schiera in punti di meno di 200 micrometri di diametro. Ogni schiera può contenere migliaia di punti ordinati ordinatamente nelle righe e nelle colonne ed ogni punto rappresenta un gene. I campioni macchiati sono chiamati sonde e tradizionalmente sono collocati su un supporto che consiste dei materiali quali le lastre di vetro, i chip silicio-sottili o le membrane di nylon.

Le schiere della perla egualmente stanno usande dove la disposizione è compresa le perle microscopiche del polistirolo, ciascuno che forma una sonda specifica. I diversi campioni possono essere identificati tramite il loro collocamento sulla schiera come la disposizione ordinata dei campioni macchiati su una struttura solida fornisce una posizione facilmente determinata per ogni gene che è analizzato. La posizione del gene poi è registrata su un database di computer.

Analisi di microarray del DNA

I microarrays del DNA tengono conto l'analisi dei reticoli di espressione dei geni attraverso l'intero genoma. L'attività di migliaia di geni può essere studiata simultaneamente.  Per determinare quale geni in un campione stanno esprimendi, le seguenti misure dell'analisi di microarray del DNA sono prese:

  1. Il RNA messaggero (mRNA) è isolato dal campione ed è convertito in DNA gratuito (cDNA)
  2. Il DNA gratuito poi è contrassegnato con una tintura fluorescente
  3. Il DNA gratuito fluorescente contrassegnato è caricato sul microarray, dove migliaia di campioni unico incagliati del DNA (che corrispondono ad un singolo gene) sono sistemate come punti in una formazione di griglia
  4. Quando il cDNA fluorescente contrassegnato lega alle coppie di basi gratuite all'interno del punto del campione, quindi il gene è indicato per essere attivo

Poichè ogni punto del campione tiene un gene differente, il cDNA legherà soltanto ai punti che tengono i geni specifici con le coppie di basi gratuite. Il cDNA rilegato indica un gene che è espresso perché i fili gratuiti del partner sono già all'interno del microarray. Tutto il cDNA non legato può essere lavatoe fuori dal microarray così soltanto il limite, fluorescente-contrassegnato molecole del cDNA rimane.

Il microarray può poi essere scandito da un laser per individuare il contrassegno fluorescente delle molecole rilegate del cDNA. Il laser “illumina„ il cDNA fluorescente-contrassegnato, tracciante la posizione del gene che è espresso. La disposizione ordinata del microarray significa che il gene può essere identificato facilmente.

Il computer che individua i segnali luminosi prodotti dal laser può anche analizzare l'intensità dei segnali fluorescenti. Ciò significa che la quantità di mRNA originale all'interno del campione può anche essere stimata.

Microarrays dell'oligonucleotide e macchiata

I Microarrays possono essere fabbricati alle dimensioni differenti con il numero delle sonde su un microarray che varia da dieci a cinque milioni. Il montaggio dei microarrays, specialmente come le sonde sono sintetizzate, può differire secondo se un microarray macchiato o un microarray dell'oligonucleotide è usato.

I microarrays macchiati pre-hanno prodotto le sonde prima del deposito sulla schiera che si aggiungono ai punti di schiera con l'uso dei aghi di stampa fini. I aghi di stampa sono gestiti da un braccio robot e trasferiscono le sonde del DNA dai pozzi sulla superficie di schiera.

Il vantaggio dei microarrays macchiati è che possono essere prodotti facilmente e sono quindi personalizzabili per gli esperimenti differenti.  Le sonde possono essere scelte e sintetizzate all'interno del laboratorio, generante i campioni contrassegnati con strumentazione già sul sito. Ciò evita il costo di approvvigionamento delle schiere commerciali costose.

I microarrays dell'oligonucleotide è il nome usato per descrivere un modo specifico delle sonde di fabbricazione per una schiera producendo le brevi sequenze dell'oligonucleotide che rappresentano un gene. Questa sequenza è sintetizzata direttamente sulla schiera. I microarrays commerciali dell'oligonucleotide presentano il vantaggio di avere un di più alto livello della sensibilità prodotta con le più grandi dimensioni in lotti e la maggior capacità di stampa rispetto alle schiere macchiate formate “in-house„.

Sorgenti:

  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

[Ulteriore lettura: Microarray, DNA]

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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    Stoakes, Shelley Farrar. (2019, May 24). Come i Microarrays funzionano?. News-Medical. Retrieved on July 21, 2019 from https://www.news-medical.net/life-sciences/How-Do-Microarrays-Work.aspx.

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