ДНК-микрочип
Материал из MachineLearning.
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| - | [[Изображение:Microarray2.png|thumb| | + | [[Изображение:Microarray2.png|thumb|400px|Двукрасочный микрочип для 40000 проб]] |
| Строка 8: | Строка 8: | ||
== Пример использования ДНК-микрочипа == | == Пример использования ДНК-микрочипа == | ||
| - | Ниже приводится пример эксперимента с использованием ДНК-микрочипа | + | Ниже приводится пример эксперимента с использованием ДНК-микрочипа. |
| + | [[Изображение:Microarray raw.png|thumb|300px|Результат сканирования микрочипа]] | ||
# Выделяются или выращиваются биологические образцы, которые необходимо сравнить. Они могут соответствовать одним и тем же индивидуумам до и после какого-либо лечения (случай парных сравнений), либо различным группам индивидуумов, например, больным и здоровым, и т. д. | # Выделяются или выращиваются биологические образцы, которые необходимо сравнить. Они могут соответствовать одним и тем же индивидуумам до и после какого-либо лечения (случай парных сравнений), либо различным группам индивидуумов, например, больным и здоровым, и т. д. | ||
# Из образца выделяется очищенная нуклеиновая кислота, являющаяся объектом исследования: это может быть [[РНК]] в исследовании профиля [[экспрессия генов|экспрессии генов]] или [[ДНК]] при изучении сравнительной геномной гибридизации. Данный пример соответствует первому случаю. | # Из образца выделяется очищенная нуклеиновая кислота, являющаяся объектом исследования: это может быть [[РНК]] в исследовании профиля [[экспрессия генов|экспрессии генов]] или [[ДНК]] при изучении сравнительной геномной гибридизации. Данный пример соответствует первому случаю. | ||
# Проверяется качество и количество полученной нуклеиновой кислоты. Если требования соблюдены, эксперимент может быть продолжен. | # Проверяется качество и количество полученной нуклеиновой кислоты. Если требования соблюдены, эксперимент может быть продолжен. | ||
| - | # На основе имеющихся образцов [[РНК]] в процессе обратной транскрипции синтезируются последовательности | + | # На основе имеющихся образцов [[РНК]] в процессе обратной транскрипции синтезируются последовательности комплементарных ДНК (кДНК, англ. cDNA). |
| - | # В процессе амплификации (синтеза дополнительных копий ДНК) количество последовательностей кДНК в образцах | + | # В процессе амплификации (синтеза дополнительных копий ДНК) количество последовательностей кДНК в образцах многократно увеличивается. |
| - | # | + | # К концам последовательностей кДНК присоединяются флуоресцентные или радиоактивные метки. |
| - | # Полученные образцы | + | # Полученные образцы в смеси с необходимыми химическими веществами через микроскопическое отверстие наносятся на ДНК-микрочипы и начинается процесс гибридизации, в ходе которого одна из цепей кДНК присоединяется к комплементарной ей цепи, имеющейся на микрочипе. |
| + | # После окончания процесса гибридизации чипы промываются для удаления остатков материала. | ||
| + | # Полученные микрочипы сканируются при помощи лазера. На выходе получается одно- или двухцветные изображения (в зависимости от количества использованных красителей). | ||
| + | # На каждое изображение накладывается сетка, так, что каждой её ячейке соответствует участок чипа с пробами одного типа. Интенсивности свечения проб в ячейке сетки ставится в соответствие некоторое число, которое, в самом первом приближении, может служить мерой количества присутствовавших последовательностей [[РНК]] в соответствующем образце. | ||
| + | |||
| + | Дальнейшая обработка результатов требует многоэтапного привлечения сложного статистического аппарата. | ||
| + | |||
| + | |||
== Ссылки == | == Ссылки == | ||
* [http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray DNA microarray] - статья из английской Википедии | * [http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray DNA microarray] - статья из английской Википедии | ||
[[Категория:Биоинформатика]] | [[Категория:Биоинформатика]] | ||
Версия 12:51, 5 мая 2010
ДНК-микрочип (англ. DNA microarray) — это сложная технология, используемая в молекулярной биологии и медицине. ДНК-микрочип представляет собой небольшую поверхность, на которую с большой плотностью в определённом порядке нанесены фрагменты одноцепочечной синтетической ДНК с известной последовательностью. Эти фрагменты выступают в роли зондов, с которыми гибридизуются (образуют двуцепочечные молекулы) комплементарные им цепи ДНК из исследуемого образца, обычно меченные флуоресцентным красителем. Чем больше в образце молекул ДНК с определенной последовательностью, тем большее их количество свяжется с комплементарным зондом, и тем сильнее будет оптический сигнал в точке микрочипа, куда был «посажен» соответствующий зонд. После гибридизации поверхность микрочипа сканируется, и в результате каждой последовательности ДНК ставится в соответствие тот или иной уровень сигнала, пропорциональный числу молекул ДНК с данной последовательностью, присутствующих в смеси.
В обычном ДНК микрочипе (н-р, производства Affymetrix) зонды прикрепляются к твердой поверхности — стеклянному или силиконовому чипу. Другие платформы, например, выпускаемые Illumina, используют микроскопические шарики вместо больших твердых поверхностей. Технология ДНК-микрочипов находит самые разнообразные применения в современной биологии и медицине для анализа сложных смесей ДНК — например, совокупности всех транскриптов (матричных РНК) в клетке. ДНК микрочипы используют для анализа изменения экспрессии генов, выявления однонуклеотидных полиморфизмов, генотипирования или повторного секвенирования мутантных геномов. Микрочипы отличаются по конструкции, особенностям работы, точности, эффективности и стоимости.
Пример использования ДНК-микрочипа
Ниже приводится пример эксперимента с использованием ДНК-микрочипа.
- Выделяются или выращиваются биологические образцы, которые необходимо сравнить. Они могут соответствовать одним и тем же индивидуумам до и после какого-либо лечения (случай парных сравнений), либо различным группам индивидуумов, например, больным и здоровым, и т. д.
- Из образца выделяется очищенная нуклеиновая кислота, являющаяся объектом исследования: это может быть РНК в исследовании профиля экспрессии генов или ДНК при изучении сравнительной геномной гибридизации. Данный пример соответствует первому случаю.
- Проверяется качество и количество полученной нуклеиновой кислоты. Если требования соблюдены, эксперимент может быть продолжен.
- На основе имеющихся образцов РНК в процессе обратной транскрипции синтезируются последовательности комплементарных ДНК (кДНК, англ. cDNA).
- В процессе амплификации (синтеза дополнительных копий ДНК) количество последовательностей кДНК в образцах многократно увеличивается.
- К концам последовательностей кДНК присоединяются флуоресцентные или радиоактивные метки.
- Полученные образцы в смеси с необходимыми химическими веществами через микроскопическое отверстие наносятся на ДНК-микрочипы и начинается процесс гибридизации, в ходе которого одна из цепей кДНК присоединяется к комплементарной ей цепи, имеющейся на микрочипе.
- После окончания процесса гибридизации чипы промываются для удаления остатков материала.
- Полученные микрочипы сканируются при помощи лазера. На выходе получается одно- или двухцветные изображения (в зависимости от количества использованных красителей).
- На каждое изображение накладывается сетка, так, что каждой её ячейке соответствует участок чипа с пробами одного типа. Интенсивности свечения проб в ячейке сетки ставится в соответствие некоторое число, которое, в самом первом приближении, может служить мерой количества присутствовавших последовательностей РНК в соответствующем образце.
Дальнейшая обработка результатов требует многоэтапного привлечения сложного статистического аппарата.
Ссылки
- DNA microarray - статья из английской Википедии
