Hvordan brukes restriksjonsenzymer i DNA-fingeravtrykk
Share
Begrensningsenzymer er en type endonukleaser som kan brukes til å kutte dobbeltstrenget DNA i bestemte områder. De tillater forskere å oppnå ønskede DNA-fragmenter fra genomisk DNA. Ved DNA-fingeravtrykk kan restriksjonsenzymer brukes til å kutte DNA for å oppnå båndmønsteret av STR.
Begrensningsenzymer er endonukleaser som kutter dobbeltstrenget DNA i midten av strengen ved spesifikke sekvenser. De brukes i et bredt spekter av genomiske studier som rekombinant DNA-teknologi, molekylær kloning, restriksjon fragment polymorfisme (RFLP) analyse, DNA kartlegging, etc. DNA fingeravtrykk er en teknikk i bioteknologi som brukes til å bestemme egenskapene til DNA eller DNA-profil av en bestemt organisme. DNA-profilen genereres basert på en type repeterende elementer kjent som korte tandemrepetater (STRs). Under DNA-fingeravtrykk, blir STR-regioner fordøyet med restriksjonsenzymer for å oppnå et bandemønster kalt DNA-profilen.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er begrensningsenzymer
- Definisjon, Funksjoner, Funksjon
2. Hvordan brukes restriksjonsenzymer i DNA-fingeravtrykk
- Rolle av begrensningsenzymer i DNA-fingeravtrykk
Nøkkelbetingelser: DNA Fingeravtrykk, Restriksjon Enzymer, Restriksjon Recognition Sites, Short Tandem Repeats (STRs)
Hva er begrensningsenzymer
Begrensningsenzymer er endonukleasene som spalter dobbeltstrenget DNA ved spesifikke DNA-sekvenser kjent som restriksjonskjenkningssteder. Derfor er de en type biokjemisk saks. Restriksjon enzymer er naturlig produsert av bakterier for forsvar mot bakteriofager. Disse enzymene er isolert fra bakterier og brukes til å kutte DNA i laboratoriet. Evnen til restriksjonsenzymer til å kutte DNA på et presist sted tillater forskere å isolere ønskede DNA-fragmenter fra genomisk DNA. Virkningen av to restriksjonsenzymer er vist i Figur 1.
Figur 1: Begrensningsenzymer
Hvordan brukes restriksjonsenzymer i DNA-fingeravtrykk
I DNA-fingeravtrykk blir mønstre av de gjentatte elementene kalt korte tandem-gjentagelser (STRs) underlagt analyse. STRs er funnet i de kromosomiske områdene, og de tilhører de ikke-kodende områdene av genomet. Derfor er STR er en type satellitt DNA. Således gjentas shortsekvenser av nukleotider (2-6 basepar) et varierende antall ganger i STRs. Siden individer har et annet antall STR på et gitt sted. Derfor er DNA-profilen unik for et bestemt individ. I den forstand kan DNA fingeravtrykk brukes til identifikasjon av personer i faderskapstesting samt i rettsmedisinske undersøkelser. DNA fingeravtrykksteknikken ble utviklet av Sir Alec Jeffreys i 1984. Prosedyren for DNA fingeravtrykk er beskrevet nedenfor.
- DNA bør isoleres fra en gitt biologisk prøve som blod, spytt, sæd, etc..
- STR-regioner amplifiseres ved PCR for å oppnå en betydelig mengde DNA.
- Forsterket DNA kan bli utsatt for fordøyelse med restriktjonsenzymer.
- Fragmentene kan separeres ved gelelektroforese basert på deres størrelse.
Ulike båndmønstre av STR i flere individer er vist i figur 2.
Figur 2: STR mønstre
Generelt består menneskelig DNA av 700 000 restriksjonsgenkjenningssteder gjennom genomet. Derfor kan et betydelig antall begrensningsgenkjenningssteder også finnes i STR-regioner. Ved å kutte STRs med restriktjonsenzymer ved et bestemt restriksjonskjenkningssted, kan et båndmønster oppnås. På grunn av det variable antall gjentakelser i STR-regioner, varierer båndmønsteret også per person.
Konklusjon
Begrensningsenzymer er en type endonukleaser som kan brukes til å kutte dobbeltstrenget DNA i bestemte områder. De tillater forskere å oppnå ønskede DNA-fragmenter fra genomisk DNA. Ved DNA-fingeravtrykk kan restriksjonsenzymer brukes til å kutte DNA for å oppnå båndmønsteret av STR.
Henvisning:
1. "DNA fingeravtrykk". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 15. februar 2016, Tilgjengelig her.
Bilde Courtesy:
1. "TaiIMae" Av Inks002 på engelskspråk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "D1S80Demo" Av PaleWhaleGail på engelsk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
