Oligonükleotid Nedir?

Bir oligonükleotit, moleküler biyoloji ve tıpta birçok kullanımı olan kısa bir DNA veya RNA molekülü zinciridir. Hastalıkları, viral enfeksiyonları taramak ve moleküler biyoloji deneylerinde genleri tanımlamak için bir prob olarak kullanılır. Aynı zamanda, bir tür DNA diziliminde bir primer olarak kullanılır.

Bir oligonükleotidi anlamak, DNA'nın yapısını anlamaya yardımcı olur. DNA molekülleri, değişen derecelerde düzenlenmiş dört farklı nükleotid baz ünitesinden oluşan iki zincirin çok uzun bobinleridir. Her birim, bağlanacağı tamamlayıcı bir tabana sahiptir, böylece her bir tel, onu bağlayan zıt bir baz dizisine sahiptir. Bu bazlar çok çeşitli farklı kombinasyonlar oluşturabilir ve bu genetik kodu veren bazların kombinasyonudur. DNA, daha sonra protein üretmek için çevrilen haberci RNA'yı (mRNA) üretmek için kopyalanır.

Oligonükleotitler, zincir uzunluklarına göre tanımlanır. Örneğin, on nükleotid baz uzunluğundaki bir oligonükleotit, on mer olarak adlandırılır. Genellikle kimyasal olarak sentezlenirler ve sentez tipi zincir uzunluğunu 60 baz uzunluğa kadar sınırlar.

Dideoksi sekansı olarak bilinen bir tür DNA sekansında, oligonükleotitler, primer olarak kullanılır, böylece DNA'yı yapan enzimin çalışacak bir şablonu olacaktır. Tek sarmallı DNA kullanılır ve DNA sarmalını tamamlayıcı olan bir oligonükleotit, otomatik bir makine kullanılarak sentezlenir. DNA'yı sentezleyen DNA polimeraz, primer üzerine eklemeye devam eder ve ondan karşıt DNA zincirini sentezler. Bu reaksiyon çift sarmallı DNA üretir.

Oligonükleotidlerin primer olarak daha yeni kullanımı, küçük DNA parçalarını büyütmek için kullanılan polimeraz zincir reaksiyonunda (PCR) olmaktadır. Bu tekniğin adli tıp ve babalık testi gibi son derece pratik kullanımları vardır. Genetik mühendisliği deneylerinde sıklıkla kullanıldığı için tıp ve biyolojik bilimlerde araştırma konusunda devrim yarattı.

Bir dizi oligonükleotit sondası, genleri bir kütüphaneden veya tamamlayıcı DNA'lardan (cDNA'lar) izole etmek için sıklıkla kullanılır. cDNA kütüphaneleri, bir sarmalın bir mRNA sarmalından türetildiği ve diğerinin tamamlayıcı olduğu çift sarmallı DNA'dan oluşur. Bu tür kütüphaneler, yüksek organizmalardan gelen genlerde sıkça bulunan boşluklara sahip olmadıkları avantajına sahiptir.

Sıralama projelerine bağlı olarak birçok organizmadan gelen genlerin yapısı bilinmektedir ve kamuya açıktır. Eğer biri başka bir organizmadan bir geni klonlamak isterse, diğer organizmalardaki gen hakkında ne bilindiğini görebilir ve bu dizilerdeki ortak alanlara dayanan problar tasarlayabilir. Araştırmacılar daha sonra ortak alanda olası farklılıkları hesaba katan sentezlenen bir dizi oligonükleotit probuna sahiptir. Kütüphaneyi bu problarla tararlar ve bağlanan oligonükleotitleri ararlar. Bu şekilde birçok gen tanımlanmıştır.

Bir antisens oligonükleotidi, ilgilenilen bir dizinin tamamlayıcısı olan tek bir RNA veya DNA teli içerir. Bir proteini kodlayan belirli bir gen klonlandıktan sonra, antisens RNA, sentezlenecek mRNA'ya bağlanarak ekspresyonunu bloke etmek için sıklıkla kullanılır. Bu, araştırmacıların bu proteini yapmadığı zaman organizma üzerindeki etkilerini belirlemesini sağlar. Antisens oligonükleotitleri, toksik RNA'ları bloke etmek için yeni ilaç türleri olarak da geliştirilmektedir.

Mikroarray cipsleri , oligonükleotitlerin büyük ölçüde faydalı olduğu başka bir alan olmuştur. Bunlar cam slaytlar veya binlerce farklı DNA probu içeren lekelere sahip başka bir matristir - bu durumda oligonükleotitlerden yapılmıştır. Aynı anda birçok farklı gende meydana gelen değişiklikleri test etmenin çok etkili bir yoludur. DNA, tamamlayıcı DNA bağlanırsa renk değiştiren veya flüoresan olan bir bileşiğe bağlanır, bu nedenle test DNA'sı ile bir reaksiyon varsa lekeler renk değiştirir.

Oligonükleotid mikroarraylerin bazıları genetik hastalık taraması için kullanılır. Örneğin, meme kanseri, BRCA1 ve BRCA2'ye dahil olan genlerin aktivitesini temsil eden küçük problar vardır. Bir kadının bu genlerden birinde mutasyon olup olmadığını bulmak ve meme kanseri için yatkınlığı olup olmadığını görmek için daha fazla analiz etmek mümkündür.

Sekanslanmış çeşitli patojenik virüslerden yaklaşık 20.000 gen için probları olan ViroChip adlı bir mikroarray vardır. Balgam gibi vücut salgıları, bir insanın ne tür bir virüsün bulaştığını tanımlayabilen çip ile analiz edilebilir. Viral enfeksiyonları belirlemek oldukça zor olabilir çünkü semptomlar genellikle farklı virüs tipleriyle benzerlik gösterir.