Was ist eine Microarray-Analyse?
Die DNA-Microarray-Analyse wird in der Molekularbiologie und Diagnostik eingesetzt, um festzustellen, welche Gene in einer Zelle zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet sind. Diese Technik ist als Multiplex-Assay bekannt, da sie Tausende von Proben in einem einzigen Assay messen kann. DNA-Mikroanalysetechniken werden verwendet, um Daten von Assays zu interpretieren, die sowohl an RNA als auch an DNA durchgeführt wurden, abhängig von den besonderen Anforderungen des Experiments.
Die Grundlage der DNA-Microarray-Analyse ist die hohe Spezifität der DNA-Moleküle und die Fähigkeit, eindeutige DNA-Sequenzen zur Darstellung eines bestimmten Gens auszuwählen. Ein Microarray-Analyseexperiment wird an einer festen Oberfläche aus einem Glas- oder Silikonchip durchgeführt, auf die eine chemische Matrix gelegt wird. Auf der Oberfläche der Matrix sind DNA- oder RNA-Sonden in geordneten Reihen angeordnet.
Nachdem der Chip mit den erforderlichen Sonden bestückt wurde, werden die zu untersuchenden Zellen vorbereitet. Zur Herstellung der Zellen müssen diese aufgebrochen werden, damit die enthaltenen Nukleinsäuren isoliert werden können. Eine Reihe von Reagenzien wird zugesetzt, um die in den Zellen enthaltenen Nukleinsäuren zu extrahieren und zu konzentrieren. Als nächstes wird der Nukleinsäureextrakt zu dem Chip gegeben, der dann mehrere Stunden stehengelassen wird, damit die Sonden interagieren und an die zellulären Nukleinsäuren binden können. Schließlich wird dem Chip eine weitere Reihe von Reagenzien hinzugefügt, um Stellen zu identifizieren, an denen sich zelluläre Nukleinsäuren an Sonden gebunden haben.
Die Microarray-Analyse wird dann verwendet, um zu bestimmen, welche Sonden zelluläre Nukleinsäuren nachweisen konnten. Dies ist oft eine komplexe Analyse, da ein einzelner Chip zehntausende von einzigartigen Sonden enthalten kann. Die Reihenfolge der Sonden auf dem Chip wird in einer Computerdatenbank gespeichert, sodass die Ergebnisse einfach abgerufen werden können. Mit dem Chip und der Datenbank kann ein Wissenschaftler eine Liste von Genen entwickeln, die an Sonden gebunden sind und daher im ursprünglichen Zellextrakt vorhanden waren.
Die Microarray-Analysetechnik wird üblicherweise bei der Erstellung von Genexpressionsprofilen verwendet. Bei dieser Art von Experiment wird der Microarray eingerichtet, um Muster der Genexpression in Zellen zu untersuchen. Der Microarray enthält Sonden für die interessierenden Gene. Nach Abschluss des Experiments kann durch Microarray-Datenanalyse ermittelt werden, welche der untersuchten Gene zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet waren.
Andere Verwendungen für diese Technik umfassen vergleichende genomische Hybridisierung und SNP-Detektion. Die vergleichende genomische Hybridisierung ist ein Test, der den Genomgehalt in Zellen verwandter Organismen untersucht. Diese Art von Assay liefert Informationen über die genetischen Beziehungen zwischen verschiedenen Arten.
Der SNP-Nachweis ist eine Technik, die bei der forensischen Analyse, der Analyse genetischer Verknüpfungen und der Bewertung genetischer Krankheitsrisiken eingesetzt werden kann. SNPs sind Einzelnukleotidpolymorphismen, Orte auf dem Genom, an denen sich zwei mögliche Basenpaarsequenzen befinden. SNPs können eine Reihe nützlicher genetischer Informationen liefern, da in verschiedenen ethnischen und geografischen Populationen unterschiedliche SNP-Variationen existieren.