วิธีการทางชีววิทยาระดับโมเลกุลของการวิจัยและการใช้งาน

วิธีการวิจัย ทางชีววิทยาโมเลกุลมีบทบาทสำคัญในการแพทย์ยุคใหม่อาชญาวิทยาและชีววิทยา ขอบคุณความก้าวหน้าในด้านการศึกษาดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอบุคคลสามารถศึกษาจีโนมของสิ่งมีชีวิตระบุสาเหตุที่เป็นสาเหตุของโรครู้จักกรดนิวคลีอิกที่ต้องการในส่วนผสมของกรด ฯลฯ

วิธีการวิจัยเชิงโมเลกุล - ชีววิทยา มันคืออะไร?

ย้อนกลับไปในยุค 70 และยุค 80 นักวิทยาศาสตร์สามารถถอดรหัส จีโนมของมนุษย์ได้ เป็นครั้งแรก เหตุการณ์นี้ทำให้เกิดแรงผลักดันในการพัฒนาพันธุวิศวกรรมและชีววิทยาระดับโมเลกุล การศึกษาคุณสมบัติของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอได้นำไปสู่ความจริงที่ว่าตอนนี้มันเป็นไปได้ที่จะใช้กรดนิวคลีอิกเหล่านี้เพื่อที่จะวินิจฉัยโรคเพื่อศึกษายีน

การเตรียมดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ

วิธีการ ทางชีววิทยาระดับโมเลกุล ของการวินิจฉัย จำเป็นต้องมีอยู่ของวัสดุเริ่มต้น: บ่อยกว่าพวกเขาเป็น กรดนิวคลีอิก มีหลายวิธีที่จะแยกสารเหล่านี้ออกจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิต แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียและต้องคำนึงถึงเรื่องนี้เมื่อเลือกวิธีการแยกกรดนิวคลีอิกในรูปบริสุทธิ์

1. การเตรียมดีเอ็นเอตามมาร์มาร์ วิธีนี้ประกอบด้วยการรักษาส่วนผสมของสารที่มีแอลกอฮอล์อันเป็นผลมาจากการที่ดีเอ็นเอดีเอ็นเอตกตะกอน ข้อเสียของวิธีนี้คือการใช้สารก้าวร้าว: ฟีนอลและคลอโรฟอร์ม

2. แยก DNA ตาม Boom สารพื้นฐานที่ใช้ที่นี่คือ guanidine thiocyanate (GuSCN) มันส่งเสริมการตกตะกอนของ กรด deoxyribonucleic บนพื้นผิวเฉพาะซึ่งจากนั้นก็สามารถเก็บรวบรวมกับบัฟเฟอร์พิเศษ อย่างไรก็ตาม GuSCN เป็นสารยับยั้งของ PTC และแม้แต่ส่วนเล็ก ๆ ของมันซึ่งติดอยู่ในดีเอ็นเอที่ตกตะกอนอาจส่งผลต่อกระบวนการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอร์ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการทำงานกับกรดนิวคลีอิก

3. การตกตะกอนสิ่งสกปรก วิธีการนี้แตกต่างจากก่อนหน้านี้ว่าโมเลกุลของกรด deoxyribonucleic ตัวเองถูกตกตะกอน แต่สิ่งสกปรก การทำเช่นนี้ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนไอออน ข้อเสียคือสารทั้งหมดไม่สามารถชำระได้

4. การคัดกรองมวล วิธีนี้ใช้ในกรณีเหล่านี้เมื่อข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับองค์ประกอบของโมเลกุลดีเอ็นเอไม่จำเป็น แต่จำเป็นต้องมีข้อมูลทางสถิติ อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโครงสร้างของกรดนิวคลีอิกอาจเสียหายได้โดยการใช้สารซักฟอกโดยเฉพาะกับด่าง

การจำแนกประเภทของวิธีการวิจัย

วิธีการทางชีววิทยาระดับโมเลกุลทั้งหมดของการวิจัยแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ ๆ ดังนี้

1. Amplification (ใช้เอนไซม์หลากหลายชนิด) ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาลูกโซ่ PCR-polymerase ซึ่งมีบทบาทสำคัญในหลายวิธีการวินิจฉัย

2. ไม่มีชื่อ กลุ่มของวิธีการนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการทำงานของการผสมของกรดนิวคลีอิก ตัวอย่างมี 3 ประเภทคือ blotting, in situ hybridization เป็นต้น

3. วิธีการขึ้นอยู่กับการรับรู้ของสัญญาณจากโมเลกุลโพรบที่เชื่อมโยงกับดีเอ็นเอหรือ RNA probe ตัวอย่างคือระบบไฮบริดซิสเต็มในระบบ Hybride Capture System (hc2)

เอนไซม์ที่สามารถใช้ในวิธีการทางชีววิทยาระดับโมเลกุล

หลายวิธีในการวินิจฉัยระดับโมเลกุลเกี่ยวข้องกับการใช้เอนไซม์ที่หลากหลาย ด้านล่างนี้ใช้บ่อยที่สุด:

1. Restrictase - "ตัด" โมเลกุลดีเอ็นเอลงในส่วนที่จำเป็น

2. DNA polymerase - สังเคราะห์โมเลกุลคู่ของกรด deoxyribonucleic

3. Reverse transcriptase (revertase) - ใช้ในการสังเคราะห์ DNA บนเมทริกซ์ RNA

4. DNA ligase - รับผิดชอบในการสร้างพันธะ phosphodiester ระหว่าง nucleotides

5. Exonuclease - ลบ nucleotides จากส่วนท้ายของโมเลกุลของ deoxyribonucleic acid

PCR เป็นวิธีหลักในการขยาย DNA

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอร์ (PCR) มี การใช้งานอย่างแพร่หลายในชีววิทยาโมเลกุลสมัยใหม่ นี่คือวิธีการที่สามารถหาสำเนาจำนวนมากจากโมเลกุลดีเอ็นเอเดียว (ขยายโมเลกุล)

หน้าที่หลักของ PCR คือ

- การวินิจฉัยโรค

การโคลนดีเอ็นเอยีน

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลาไรเซสต้องอาศัยองค์ประกอบดังต่อไปนี้: โมเลกุลดีเอ็นเอเดิมดีเอ็นเอโพลาไรเซสทนความร้อน (Taq หรือ Pfu) deoxyribonucleotide phosphates (แหล่งของไนโตรเจน) ไพรเมอร์ (2 primers ต่อโมเลกุลดีเอ็นเอ) และระบบบัฟเฟอร์ตัวเอง จากปฏิกิริยาทั้งหมด

PCR ประกอบด้วยขั้นตอนสามขั้นตอนคือการทำให้เกิดการสึกกร่อนการย้อมสีของไพรเมอร์และการยืดตัว

1. Denaturation ที่อุณหภูมิ 94-95 องศาเซลเซียสการทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างเส้นใยดีเอ็นเอทั้งสองจะได้รับและทำให้เราได้โมเลกุลเดี่ยวสองสาย

การหลอมของไพรเมอร์ ที่อุณหภูมิ 50-60 องศาเซลเซียสไพรเมอร์จะติดอยู่ที่ส่วนปลายของโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกเดี่ยวโดยชนิดของการเสริม

3. การยืดตัว ที่อุณหภูมิ 72 องศาจะเกิดการสังเคราะห์โมเลกุลคู่ของดิสเพลย์ที่เกิดจากกรด deoxyribonucleic

ลำดับดีเอ็นเอ

วิธีทางชีววิทยาโมเลกุลมักต้องการความรู้เกี่ยวกับลำดับนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุลของกรด deoxyribonucleic Sequencing ใช้เพื่อกำหนด รหัสพันธุกรรม การวินิจฉัยระดับโมเลกุลในอนาคตจะขึ้นอยู่กับความรู้ที่ได้รับในการกำหนดลำดับของบุคคล

ประเภทของการเรียงลำดับต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• การเรียงลำดับโดย Maxam-Gilbert;
• Sequencing โดยแซงเจอร์;
• pyrosequencing;
• การเรียงลำดับ Nanoporous