Técnicas de análisis de ADN primario que se han utilizado desde 1985

by admin 02/21/2010

Técnicas de análisis de ADN primario que se han utilizado desde 1985

Investigación basada en la genética es una de las disciplinas científicas más rápida evolución hoy. Tecnología temprana comenzó con técnicas usando etiquetas radiactivas para secuenciación de ADN, identificación de las bases individuales que componen el ADN. El ADN es el plano de cada organismo vivo, incluidos los virus. Está formado de millones o miles de millones de unidades de cuatro bases nitrogenadas, destinados como adenosina, G de guanosina, C para citosina y T de timina. Los seres humanos contienen aproximadamente 9 billones de estas bases, repitiendo sin un patrón distintivo. Tres bases juntos simbolizan un aminoácido. Una cadena de aminoácidos determina una proteína. El complemento de diferentes proteínas determina las características de un organismo vivo llamado un fenotipo. Técnicas de análisis de ADN se utilizan para determinar secuencias de ADN con el fin de entender cómo se desarrollan los organismos vivos, y los errores en la secuencia que causan enfermedades como el cáncer. Tecnología avanzada rápidamente después del desarrollo de la PCR en 1985.

Reacción en cadena de polimerasa

La reacción en cadena de polimerasa, o PCR, es quizás el más importante avance científico en la investigación genética. Kary Mullins había inventado PCR en 1985. El proceso PCR permite a los científicos amplificar áreas específicas de la DNA, produciendo millones de copias dentro de las horas. Polimerización en cadena emplea una enzima termoestable llamada TAQ polimerasa, aislada de una especie de bacteria llamada aquaticus de Thermus, encontraron viven en aguas termales. En presencia de materias primas, TAQ polimerasa sintetiza copias duplicadas de ADN con el ADN original como plantilla. Los investigadores pueden determinar el área exacta del ADN amplificado mediante la inclusión de 20 hebras base de ADN llamados iniciadores. Cartillas de inician la amplificación emparejamiento o recocido, a un sistema que empareja de bases en la plantilla de ADN. Todas las nuevas tecnologías desarrolladas desde 1985 requieren algún derivado de la amplificación por PCR.

Técnicas de secuenciación de ADN

Secuenciación de ADN determina el orden exacto de las bases nitrogenadas. Desarrollo temprano de los métodos de secuenciación con la etiqueta cada base con una etiqueta radiactiva durante la PCR. El ADN amplificado se separarían por una corriente eléctrica y moverse a través de un material gelatinoso llamado poliacrilamida. La tecnología fue limitada por el hecho de que cada composición base fue determinar en carriles separados porque etiquetas radiactivas aparecen lo mismo cuando se lee por la fotografía de rayos x. Un carril en el gel fue utilizado para cada base. Desarrollo de tintes fluorescentes había automatizada la tecnología en la década de 1990, y cada base fue marcado con un color diferente. Las bases se movió a través del gel, una cámara digital registró los colores y envía los datos a un ordenador conectado. Secuencia automatizada permite hasta 700 bases determinar, frente a la limitación de base 200 etiquetas radiactivas.

Desarrollo de secuenciación capilar

Alrededor de 1997, técnicas de secuenciación de ADN fueron desarrolladas por sustitución de placas de vidrio sucio y poliacrilamida con capilares de vidrio. Los investigadores ya no necesitaban y acrilamida entre dos placas de vidrio y espere para formación de poliacrilamida como gel antes de la secuencia. En su lugar la secuencia fue realizada usando un derivado espeso jarabe-como polímero de poliacrilamida que se inyecta en las fibras de vidrio hueco de jeringa. Las muestras se amplifican todavía usando PCR y tintes fluorescentes, entonces automáticamente cargados en capilares individuales para la secuencia. El resultado fue más automatización en las técnicas y la capacidad de un mayor número de muestras en menos tiempo. La mayoría del genoma humano, todas las bases 9 billones, se determinó utilizando secuenciación capilar.

PCR en tiempo real

Después de determinar la secuencia de ADN de un organismo específico, el próximo objetivo en la investigación fue buscar variaciones entre organismos de las mismas y diferentes especies. Una razón es para analizar diferencias y similitudes en la secuencia de ADN de diferentes especies; por qué los seres humanos son humanos y los gorilas no es. Otra razón es utilizar técnicas genéticas para determinar errores o mutaciones, causantes de enfermedades genéticas. PCR en tiempo real utiliza tecnología similar a la PCR que incorpora un adicional primer etiquetado fluorescente para marcar una secuencia específica. Cualquier error en el ADN impide que el marcador de recocido a la hebra de ADN. La capacidad para el marcador a Recueza se mide durante la PCR para determinar si una mutación está presente.

Tecnología de matriz de microchip

Análisis de matriz de microchip fue desarrollado pronto después de la PCR en tiempo real y se utilizan principalmente para expresión génica, o para determinar qué genes en una célula activados. No cada gen en el genoma está activo. La activación de genes específicos determina la función de diferentes tipos de células en organismos complejos; por qué las células de la piel no son las células del hígado, por ejemplo. Los investigadores aislar el producto de los genes activos en forma de ARN mensajero o ARNm y utilizan técnicas de PCR para producir un complemento de ADN. La muestra de con que ADN es descubierto en una placa la etiqueta sondas que se fluorescencia en presencia de ADN. Las placas utilizadas hoy simultáneamente al mismo tiempo pueden probar más de 30.000 muestras.

Siguiente secuencia de generación

El desarrollo más reciente en tecnologías de análisis de ADN es secuenciadores de generación siguiente. El proceso no es a diferencia de la secuencia normal. Sin embargo, el equipo es capaz de determinar secuencias genómicas enteras aisladas de bacterias, 2 millones de bases a la vez. El proceso incorpora la emulsión PCR, una técnica que utiliza ADN encapsulado en una gota de aceite o micro-bead. Mucho mejora la eficiencia de las técnicas PCR normales y permite que múltiples áreas del ADN a amplificar simultáneamente. El ADN amplificado luego se ordena utilizando secuenciadores especializados de generación siguiente. Con el desarrollo de la tecnología utilizada en la investigación genética, genética se ha convertido en una de las áreas de más rápido desarrollo de la investigación científica.

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