Was ist ein Genom -Microarray?
Das Genom -Microarray, auch als Desoxyribonukleinsäure (DNA) Microarray bekannt, ist eine Art von Genetik -Technologie, die es Wissenschaftlern ermöglicht, die Genexpressionsniveaus zu bestimmen. In lebenden Organismen wird ein Gen exprimiert, wenn die DNA dieses Gens durch eine Reihe von Prozessen in ein Protein dekodiert wird, das eine spezifische Funktion in einer Zelle dient. Durch die Messung der Genexpressionsniveaus in einer bestimmten Stichprobe können Forscher herausfinden, welche Gene am aktivsten sind. Die Microarray -Technologie wird insbesondere in der Medizin eingesetzt, um über die genetischen Aspekte von Krankheiten wie Krebs zu lernen.
Wenn ein Gen in einem Organismus exprimiert wird, wird DNA durch eine Reihe von Schritten in ein Protein dekodiert. Die Segmente des Gens werden auf eine Messenger Ribonukleinsäure (mRNA) -Schange transkribiert, ein einzelnes Strangmolekül, das zu einem Strang des ursprünglichen DNA -Moleküls komplementär ist. Diese mRNA trägt die genetischen Informationen aus dem Kern der Zelle zur Stelle der Proteinsynthese. Ein Genom Microarray ReDie Kompetenz, die Gene erzeugen, erzeugen die meisten mRNA - und im weiteren Sinne, welche Gene auf höchstem Niveau der Expression arbeiten.
Das Genom -Microarray ist ein Glas- oder Siliziumchip mit einer Reihe von mikroskopischen DNA -Punkten an seiner Oberfläche. Die spezifischen DNA -Sequenzen, die als Sonden bezeichnet werden, werden auf der Grundlage der Gene ausgewählt, die Forscher untersuchen möchten. Ein Microarray im gesamten Genom enthält Sequenzen aus dem gesamten Genom, während ein fokussierter Microarray nur bestimmte Gene enthält.
In der Krankheitsforschung würde das Microarray auf folgende Weise verwendet. Zunächst würde eine Stichprobe von gesunden Gewebe und erkranktem Gewebe aus dem Subjekt entnommen. MRNA aus beiden Proben würde durch eine Reihe von chemischen Techniken isoliert. Jede Probe würde mit einer anderen Markierungslösung kombiniert, die aus Untereinheiten besteht, die als Nukleotide bezeichnet werden und so modifiziert werden, dass Fluoreszenz einbezogen wird, die dies tun würdeBinden Sie dann an die mRNA -Moleküle, um fluoreszierende komplementäre DNA (cDNA) zu erzeugen. Beispielsweise kann die erkrankte Probe mit roter Fluoreszenz und der gesunden Probe mit grünem Fluoreszenz markiert werden.
Wenn jede Probe auf ein Genom -Microarray gespült wird, hybridisieren einige cDNA mit der DNA auf dem Chip. Dies führt zu unterschiedlichen Farben und Fluoreszenzniveaus. Wenn beispielsweise ein Gen in einer Probe hoch aktiv wäre, würde es viele mRNA erzeugen, die auf dem Microarray als starke fluoreszierende Farbe auftreten würden. Durch das Zusammenführen der visuellen Stichprobendaten mit einem Scanner können Forscher bestimmen, ob ein bestimmtes Gen im kranken Gewebe oder im gesunden Gewebe mehr exprimiert wird.
Im obigen Beispiel würde ein grüner Punkt darauf hinweisen, dass das Gen in gesundem Gewebe mehr exprimiert wurde, da die Dominanz der grünen Fluoreszenz darauf hinweist, dass die gesunden Proben -mRNAs zahlreicher waren als die ungesunden. Ein roter Punkt zeigt an, dass thDas Gen produzierte mehr mRNAs im erkrankten Gewebe und war unter Krankheitsbedingungen aktiver. Gelbe Punkte würden bedeuten, dass das Gen sowohl im gesunden als auch im kranken Gewebe gleichermaßen exprimiert wird. Forscher können diese Informationen verwenden, um festzustellen, welche Gene in einer erkrankten Zelle aktiver sind und wie solche Veränderungen andere Gene in der Zelle beeinflussen. Genom Microarrays kann nicht nur zur Erforschung und Diagnose von Krankheiten wie Krebs und Herzerkrankungen verwendet werden, sondern auch, um zu lernen, wie man sie durch gezielte Therapie behandelt.