Wat is restrictiefragment polymorfisme?
Een restrictiefragmentlengtepolymorfisme of RFLP is een variatie in homologe DNA-sequenties. Polymorfismen zijn de variaties in homoloog DNA die tussen individuen voorkomen, terwijl de term beperking verwijst naar het feit dat kleine delen van DNA uit een groot stuk kunnen worden gesneden met behulp van restrictie-enzymen. Sommige DNA-secties hebben meer variabiliteit dan andere, en secties met een hoge mate van variabiliteit zijn nuttig bij polymorfisme-analyse van de restrictiefragmentlengte.
Restrictiefragment polymorfisme berust op de activiteit van restrictie-endonucleasen. Deze klasse van enzymen komt voor in veel bacteriesoorten. In een bacterie is de rol van restrictie-endonucleasen om bescherming te bieden tegen vreemd DNA dat toegang verkrijgt, door het in stukjes te breken. In moleculair onderzoek kunnen restrictie-enzymen worden gebruikt om DNA op bekende plaatsen van variabiliteit te fragmenteren zodat de resulterende fragmenten kunnen worden geanalyseerd.
Elk type enzym herkent een specifieke DNA-basenpaarsequentie en werkt om het DNA-molecuul te splitsen op elk punt waar het de sequentie herkent. Bacteriën beschermen hun eigen DNA tegen het breken met een onderscheidend patroon van DNA-methylatie dat voorkomt dat restrictie-endonucleasen binden. Meer dan 800 verschillende restrictie-endonucleasen zijn ontdekt, die samen meer dan 100 unieke nucleotidesequenties herkennen. De meeste herkende sequenties zijn tussen de vier en zes basenparen lang.
Restrictie-enzymen worden in de biotechnologie gebruikt om polymorfisme van restrictiefragmenten om verschillende redenen te analyseren. De enzymen worden gebruikt om DNA-lengten in bepaalde sequenties te knippen, zodat de verschillen tussen individuen kunnen worden onderzocht. Oplossingen van gefragmenteerd DNA, gesneden op bepaalde bekende nucleotidesequenties, worden gehybridiseerd met probes die zijn ontworpen om vooraf gedefinieerde DNA-sequenties te detecteren. De monsters worden vervolgens geanalyseerd met behulp van gelelektroforese. Deze techniek produceert een gel met meerdere banden van donkere kleuring, die elk een ander DNA-fragment vertegenwoordigen. Door het patroon van kleuring te onderzoeken, kunnen wetenschappers het patroon van RFLP's in een monster bepalen.
Polymorfismen komen overal in het menselijk genoom voor en analyse hiervan heeft aangetoond dat verschillende groepen mensen de neiging hebben RFLP's gemeenschappelijk te delen. Bepaalde RFLP-typen zijn bijvoorbeeld gebruikelijk bij mensen van verschillende etnische groepen of geografische herkomst, en koppeling bestaat ook binnen familiale groepen. Deze variatie bestaat in het hele dierenrijk, waardoor het een nuttig onderzoeksinstrument is, niet alleen voor het opsporen van menselijke voorouders, maar ook voor het bestuderen van migratie en evolutie van dieren in het wild.
Analyse van polymorfismen met restrictiefragmentlengte kan nuttige informatie verschaffen voor klinische en medische doeleinden. Restrictiefragment polymorfismesondes worden gebruikt in vaderschapstests, bij de diagnose van erfelijke ziekten, in de forensische wetenschap en bij genotypering. Het analyseren van patronen van RFLP's in een heel genoom is de basis van DNA-fingerprinting, de techniek die ten grondslag ligt aan al deze verschillende toepassingen.