Co je to genomový microarray?
6 V živých organismech je gen exprimován, když je DNA tohoto genu dekódována řadou procesů do proteinu, který slouží specifické funkci v buňce. Měřením úrovní genové exprese v daném vzorku mohou vědci zjistit, které geny jsou nejaktivnější. Technologie mikročipů se používá zejména v medicíně pro učení o genetických aspektech nemocí, jako je rakovina.
Když je gen exprimován v organismu, DNA se dekóduje do proteinu řadou kroků. Segmenty genu jsou přepsány na šablonu messengerové ribonukleové kyseliny (mRNA), což je jediná nařezaná molekula, která je komplementární k jednomu pramenu původní molekuly DNA. Tato mRNA nese genetickou informaci z jádra buňky do místa syntézy proteinů. Genome microarray reVeals, které geny vytvářejí nejvíce mRNA - a v prodloužení, které geny pracují na nejvyšší úrovni exprese.
Genomový mikročilý je skleněný nebo křemíkový čip s řadou mikroskopických teček DNA připojených k jejímu povrchu. Specifické sekvence DNA, nazývané sondy, jsou vybrány na základě genů, které chtějí vědci studovat. Mikroarray celého genomu obsahuje sekvence z celého genomu, zatímco zaměřený mikročip obsahuje DNA pouze z určitých genů.
Ve výzkumu nemocí by se mikročistota použila následujícím způsobem. Nejprve by se z subjektu odebíral vzorek zdravé tkáně a nemocné tkáně. MRNA z obou vzorků by byla izolována řadou chemických technik. Každý vzorek by byl kombinován s jiným roztokem značení složeného z podjednotek známých jako nukleotidy, modifikovaný tak, aby zahrnoval fluorescenci, která by mělaPoté se váž na molekuly mRNA a vytvoří fluorescenční komplementární DNA (cDNA). Například nemocný vzorek může být označen červenou fluorescencí a zdravým vzorkem se zelenou fluorescencí.
Když je každý vzorek proplachován na genomový mikročip, některé cDNA z hybridizace vzorků nebo vazby s DNA na čipu. To způsobuje, že se objeví různé barvy a úrovně fluorescence. Pokud by byl například vysoce aktivní gen ve vzorku, vytvořil by mnoho mRNA, která by se objevila na mikročipu jako silná fluorescenční barva. Sloučením údajů o vizuálním vzorku pomocí skeneru mohou vědci určit, zda je konkrétní gen exprimován více v nemocné tkáni nebo ve zdravé tkáni.
Ve výše uvedeném příkladu by zelená tečka naznačovala, že gen byl exprimován více ve zdravé tkáni, protože dominance zelené fluorescence naznačuje, že zdravé mRNA vzorku byly početnější než nezdravé. Červená tečka naznačuje, že thGene E gen produkoval více mRNA v nemocné tkáni a byl aktivnější za podmínek onemocnění. Žluté tečky by znamenaly, že gen je exprimován stejně ve zdravé i nemocné tkáni. Vědci mohou tyto informace použít k určení, které geny jsou aktivnější v nemocné buňce a jak takové změny ovlivňují jiné geny v buňce. Mikročipy genomu lze použít nejen k výzkumu a diagnostice nemocí, jako je rakovina a srdeční choroby, ale také k tomu, aby se s nimi zacházelo prostřednictvím cílené terapie.