Co to jest technika hybrydyzacji fluorescencyjnej w sytuacji?

Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ, znana również jako fluorescencyjna hybrydyzacja in situ, jest częściej określana jako FISH. Jest to technika polegająca na użyciu krótkiej nici DNA znakowanej barwnikiem fluorescencyjnym w celu wykrycia nieprawidłowości genetycznych. FISH pozwala badaczom na wizualizację chromosomów, części chromosomów lub określonych genów szybko i dokładnie. Jest to często wykorzystywane do określenia rokowania i leczenia niektórych chorób, szczególnie nowotworów.

FISH służy do ustalenia, czy chromosomy mają nieprawidłowości. Może to obejmować delecje, rearanżacje lub translokacje chromosomów, w których dwa chromosomy zamieniły segmenty. FISH pozwala także badaczom na wizualizację określonych genów. Może określić, czy dany gen jest obecny, gdzie znajduje się na chromosomach i czy występuje wiele kopii. Nazywa się to mapowaniem genów.

Genetyczny skład osoby jest zawarty w jej DNA, który znajduje się w jądrach wszystkich komórek. DNA ma dwie nici, które się uzupełniają. Innymi słowy, mają one cząsteczki zwane parami zasad, które dokładnie do siebie pasują. Geny to segmenty DNA, które mają określoną sekwencję par zasad i znajdują się na określonych obszarach chromosomów. Geny są dziedziczone i określają sposób działania komórek, ale mogą również zostać zmutowane, jeśli zmieni się sekwencja par zasad DNA.

Technika fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ wykorzystuje komplementarny charakter nici DNA. Badacze najpierw tworzą sondę. Jest to krótka, pojedyncza nić DNA, która jest komplementarna do sekwencji genetycznej, której szuka badacz. Sonda jest następnie znakowana lub dołączana do barwnika fluorescencyjnego.

Komórki z chorej tkanki, takie jak biopsja guza, zwykle składają się na próbkę do zbadania przez FISH. Próbka jest podgrzewana w celu denaturacji DNA w jądrach komórkowych. Oznacza to, że podwójne nici DNA w komórkach próbki rozpadają się, tworząc pojedyncze nici. Konkretna sonda FISH jest następnie hybrydyzowana z próbką. Innymi słowy, pojedyncza nić sondy zostaje wprowadzona i łączy się z jej komplementarną pojedynczą nicią w zdenaturowanych komórkach próbki.

Za pomocą specjalnego mikroskopu fluorescencyjnego badacz patrzy na próbkę. Jeśli konkretny gen lub chromosom jest obecny w komórkach próbki, pojawi się on jako światło fluorescencyjne na ciemniejszym tle. Badacze mogą łatwo sprawdzić, czy gen jest obecny, a jeśli tak, ile kopii genu znajduje się w każdej komórce. Jeśli badacz szuka lokalizacji genu, może zobaczyć, gdzie jest na chromosomie. Zwykłego mikroskopu świetlnego nie można używać z FISH, ponieważ barwnik fluorescencyjny emituje bardzo niski poziom światła.

Zastosowanie hybrydyzacji DNA z sondami po raz pierwszy dokonano w latach 60. XX wieku; jednak sondy były oznakowane substancjami radioaktywnymi, a nie fluorescencyjnymi. Miało to kilka problemów. Substancje radioaktywne są z natury niestabilne, niebezpieczne i wymagają specjalnych protokołów do usuwania. Dużo czasu zajmuje również pomiar sygnału radioaktywnego emitowanego przez hybrydyzowaną sondę. Fluorescencyjna technika hybrydyzacji in situ pokonuje większość tych przeszkód.

Jeśli badacze wiedzą, jakiego genu szukają, FISH jest szybki i dokładny w znalezieniu go. FISH można również wykonać, nawet jeśli komórki nie dzielą się aktywnie, i zapewnia bardziej szczegółowe informacje na temat nieprawidłowości w chromosomach. Bardziej konwencjonalne techniki, takie jak karotypowanie, po prostu mówią badaczom liczbę i rozmiar chromosomów w komórce.

Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ ma wady. Ponieważ kluczem do FISH jest znajomość sekwencji pary zasad i / lub lokalizacji genu, nie można jej użyć jako ogólnego narzędzia do badań przesiewowych. Jest także droższy niż inne, mniej specyficzne techniki i może nie być dostępny we wszystkich laboratoriach lub szpitalach.

Zalety i wady hybrydyzacji fluorescencyjnej in situ najlepiej opisać przykładowo. FISH jest rutynowo stosowany w diagnostyce raka piersi, aby ustalić, czy pacjent ma wiele kopii genu zwanego HER2. Zazwyczaj wskazuje to na bardziej agresywną postać raka piersi i że pacjent powinien otrzymywać pewne leki w ramach leczenia. Można w tym celu zastosować FISH, ponieważ znana jest sekwencja pary zasad i lokalizacja chromosomalna genu HER2. W przeciwieństwie do tego, FISH nie może być użyty do ustalenia, który nieznany gen lub geny spowodowały raka piersi, ani ogólnie do badania przesiewowego raka piersi.