光学DNA图

就像谷歌地图一样,DNA图谱可以告诉我们两个基因之间的距离,让我们放大感兴趣的区域。DNA绘图始于人类基因组计划,请DNA测序技术为揭示基因信息开辟了一条途径。然而,确定4“的独特位置和重复化学字母“在我们的DNA中发现的基因,由于温度的关系,是一项艰巨的任务,酸碱度,分子的压力敏感性。DNA绘图技术可以方便地识别DNA中的大结构变异,因此可以提供基因组的长期信息,而且可以更多。

在过去的十年中,光学DNA绘图作为一种强有力的替代方法出现了。DNA测序技术因为它可以很容易地应用于减少DNA损伤的风险。超过100000个碱基对的DNA分子,请很难用其他技术来处理,有标签,拉伸,以单一图像呈现。拉伸部分使用纳米通道(因此,芯片上的实验室技术)而标记部分可以通过酶促或亲和技术来完成(图1)。光学DNA映射的概念和应用最近已经在教程回顾由Vilhelm M_ler和弗雷德里克·韦斯特朗来自瑞典查尔姆斯理工大学。

酶标记单条DNA链上特定区域的核苷酸被新的核苷酸替换,使用DNA聚合酶.然后利用替换核苷酸将荧光团纳入DNA链中,并进行可视化。刻痕酶和甲基转移酶是两种不同的酶标记方法。虽然不同颜色荧光团的使用扩展了该技术的适用性,最终分辨率取决于拉伸程度和荧光团在该区域的密度。

亲和力标记基于非共价相互作用,可通过变性映射或竞争性结合实现。在变性映射中,DNA被加热以通过它们不同的键能区分碱基。虽然G-C-碱基对仍然保持着两条DNA链,因为3个氢键保持着它们-,A-T基对会由于2个氢键而熔化。在这个阶段,插层荧光染料可连接到G-C基对上,允许成像。竞争性结合依赖于荧光插层染料和对a-t或g-c区域有选择性的分子的使用。因此,荧光染料不能在选择性分子已经结合的地方结合。这样就可以得到DNA分子的光学图谱。亲和力标记也高度依赖于拉伸程度。


光学DNA绘图技术是广泛应用的有用工具,从复杂基因组的组装到细菌质粒流行病学。这一概念为我们开辟了令人兴奋的研究方向。自动化使用实验室芯片系统的整体分析和使用智能手机.

光学DNA图谱

图1.DNA标记技术在光学DNA绘图中的示意图。基于酶的标记涉及刻痕酶和甲基转移酶技术,而亲和力标记可用于变性映射或竞争性结合方法。此图改编自“纳米流体器件中的光学DNA映射:原理与应用”论文。

下载免费的完整文章*单击下面的链接:

纳米流体器件中的光学DNA映射:原理和应用

Vilhelm M_ler和Fredrik Westerlund

实验室芯片,请2017年,文章

内政部:10.1039/C6LC01439A

*2017年5月5日前免费使用。


关于网络作家

布尔库古木苏是个博士后芯片组上的BIOS实验室荷兰特文特大学。她的研究兴趣包括为下一代测序开发微流体装置,芯片研究的分区器官,在微型天平上对水进行脱盐。

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