Hvordan brukes DNA Microarrays i Study of Genomics

En DNA-mikroarray er en samling av DNA-flekker festet til en fast overflate. I studien av genomikk kan DNA-mikroarrays brukes enten til samtidig å måle ekspressionsnivåene av et stort antall gener eller å studere de ulike områdene av et genom.

De mikroskopiske sjetongene som brukes i DNA-mikroarrays, består av svært spesifikke prober som er komplementære til mål-DNA-sekvenser. Disse prober kan være en del av gener. Derfor kan hvert DNA-punkt holde et bestemt DNA-fragment av et genom. Informasjonen om genometsekvensene kan brukes til å analysere det komplette transkripsjonsprogrammet til en bestemt organisme under utviklingsprosesser eller spesifikke fysiologiske responser.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er DNA Microarrays
     - Definisjon, Formål, Spots
2. Hvordan brukes DNA Microarrays i Study of Genomics
     - Analyse av transkripsjon

Nøkkelbetingelser: cDNA, DNA Microarray, Fluorescence, Genome Sequences, mRNA, Transkripsjon

Hva er DNA Microarrays

DNA-mikroarray refererer til en samling av høy tetthet, enkeltstrengede DNA-molekyler festet til en fast overflate. Det brukes i analysen av uttrykket av tusenvis av gener samtidig. Vanligvis blir rundt 1 kb porsjon fra kodingsområdet av hvert gen påført på tett avstandssteder på overflaten av en mikroskopisk lysbilde. Vanligvis inneholder en array / gen-chip på 2 × 2 cm rundt 6000 flekker av DNA. En DNA microarray-brikke er vist i Figur 1.

Figur 1: DNA Microarray

Hvordan brukes DNA Microarrays i Study of Genomics

DNA-mikroarrays kan brukes til å identifisere uttrykket av gener i genomet. Denne prosessen inkluderer isolering av det totale mRNA av en bestemt type celler under en definert fysiologisk tilstand. Deretter utføres reverserte transkripsjonsreaksjoner for å produsere cDNA fra mRNA. Her brukes DNA-primere sammen med DNA-nukleotider som inneholder en lav konsentrasjon av merkede nukleotider med grønt fluorescerende fargestoff. Denne cDNA hybridiseres med de komplementære DNA-prober i brikken. Hvis to genomer skal sammenlignes, kan cDNA fra det andre genomet bli merket med et fluorescerende fargestoff med en annen farge, slik som rød. Prosedyren for DNA microarray er vist i figur 2.

Figur 2: DNA Microarray Prosedyre

Genchipen kan analyseres under skanningslasermikroskopet for utslipp av fluorescens. Den riktige hybridisering av mål-DNA med DNA-prober i DNA-mikroarrayet gir den tilsvarende fluorescensfargen. Siden DNA-mikroarrayet fremstilles ved å anvende kjente DNA-sekvenser, kan de uttrykte gener i genomet identifiseres. Kunnskapen om DNA-sekvenser oppnådd gjennom genomikk er kritisk i produksjonen av DNA-mikroarrays, spesielt for et bestemt målgenom.

Konklusjon

DNA-mikroarrays er mikroskopiske chips som inneholder flekker av definerte DNA-prober. Disse flekkene kan hybridiseres med DNA'et fremstilt fra et målgenom for å identifisere ekspressjonsnivåene under en spesifikk fysiologisk tilstand.

Henvisning:

1. Lodish, Harvey. "DNA Microarrays: Analyse av Genome-Wide Expression." Molecular Cell Biology. 4. utgave., US National Library of Medicine, 1. januar 1970, tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "DNA microarray" Av Guillaume Paumier (bruker: guillom) - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Microarray-skjema" Av bruker: Larssono - Egent arbeid av den opprinnelige opplasteren (Public Domain) via Commons Wikimedia