15: ДНК-технології
- Page ID
- 6087
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Цілі навчання
- Запропонуйте молекулярні методи для розробки експериментів (наприклад, як би ви використовували кДНК або продукт ПЛР для клонування гена).
- Визначте, коли робити або використовувати бібліотеку кДНК або геномну бібліотеку
- Намітьте експеримент з очищення рРНК від еукаріотичних клітин.
- Окреслити експеримент, щоб виділити кДНК для людського білка і клонувати його, щоб ви могли виробляти інсулін для лікування захворювань.
- Поясніть, чому ви можете клонувати і висловити ген людського гормону росту.
- Список компонентів, необхідних для створення бібліотеки кДНК з використанням очищеної полі (А) РНК.
- Перерахуйте компоненти, необхідні для створення геномної бібліотеки з ізольованої геномної ДНК.
- Порівняйте ПЛР та геномне клонування як стратегії виділення гена.
- Наведіть стратегію використання ДНК мух для отримання копій послідовності ДНК людини.
- Задайте питання, яке вимагає скринінгу геномної бібліотеки для отримання гена, який ви хочете вивчити
- Задайте питання, яке вимагає використання мікромасиву для отримання гена, який ви хочете вивчити
- 15.1: Огляд
- Ми починаємо цю главу з розгляду технологій, які призвели до генної інженерії. Здатність робити рекомбінантну ДНК є такою насіннєвою технологією, що просто усвідомлюючи це можна зробити, а потім зробити це в пробірці вперше заробив Пол Берг половину частки в Нобелівській премії 1980 року з хімії (іншу половину поділили Вальтер Гілберт і Фредерік Сангер для досліджень, які дозволили ефективне секвенування ДНК).
- 15.2: Створення та екранування бібліотеки кДНК
- Першим кроком у створенні бібліотеки кДНК є виділення клітинної мРНК. Цей екстракт мРНК повинен представляти всі стенограми в клітині під час ізоляції або транскриптом клітини. Цей термін використовується за аналогією з геном. Однак геном - це вся генетична інформація організму. Навпаки, транскриптом (зазвичай еукаріот) відображає всі гени, виражені в даному типі клітин в даний момент часу.
- 15.3: Секвенування ДНК
- Секвенування РНК було першим, коли Роберт Холлі секвенував тРНК в 1965 році. Пряме секвенування тРНК було можливим, оскільки тРНК - це невеликі короткі нуклеїнові кислоти, і тому, що багато основ в ТРНК хімічно модифіковані після транскрипції. Ранній метод секвенування ДНК, розроблений Уолтером Гілбертом та його колегами, включав фрагментацію ДНК, секвенування дрібних фрагментів ДНК, а потім вирівнювання перекриваються послідовностей коротких фрагментів для складання довших послідовностей.
- 15.4: Геномні бібліотеки
- Геномна бібліотека може бути трубкою, наповненою рекомбінантним бактеріофагом. Кожна молекула ДНК фага містить фрагментарну вставку клітинної ДНК з чужорідного організму. Бібліотека створена для того, щоб містити зображення всіх можливих фрагментів цього генома. Необхідність таких векторів, як бактеріофаг, які можуть вмістити довгі вставки, стає очевидною з наступного біта математики.
- 15.5: Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)
- Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) може ампліфікувати область ДНК з будь-якого джерела, навіть з ДНК однієї клітини або з фрагментів ДНК, отриманих з викопного. Це посилення зазвичай займає всього кілька годин, генеруючи мільйони копій потрібної цільової послідовності ДНК. Ефект полягає в очищенні ДНК від навколишніх послідовностей за одну реакцію!
- 15.6: Геномні підходи - мікромасив ДНК
- Традиційно, коли було відомо, що клітинні рівні білка змінюються у відповідь на хімічний ефектор, молекулярні дослідження зосереджувалися на контролі транскрипції його гена. Ці дослідження часто виявляли, що контроль експресії генів був на рівні транскрипції, включаючи або вимикаючи ген через взаємодію факторів транскрипції з ДНК.
- 15.7: Один-солодкий Оме
- Ранні молекулярні технології, в тому числі описані в цьому розділі, були застосовані для розуміння структури, функції та регуляції конкретних генів. Деякі з новітніх технологій (наприклад, мікромасиви) добре адаптовані до цілісних підходів до розуміння функції клітин. Терміни, які ми вже бачили (геном, епігеном, транскриптом), були придумані в спробі визначити різні об'єкти дослідження, основна мережа молекулярних взаємодій яких може більш точно пояснити
- 15.8: Від генної інженерії та генетичної модифікації
- Дозволяючи нам зосередитись на тому, як розвивалися гени та їх регуляція, ці геномні, транскриптомні та протеомні технології значно збільшили наші знання про те, як клітини працюють на молекулярному рівні. Ми продовжуємо додавати до наших знань про процес хвороби і, принаймні, в декількох випадках, як ми можемо лікувати захворювання.