Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.3: Різні генетико-токсикологічні аналізи

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24621

    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • 1: Знайте різні типи генетико-токсикологічних аналізів

    • 2: Знайте, як різні генетико-токсикологічні аналізи використовуються в токсикології, коли клітини піддаються впливу мутагенів.

    Мета генетичного токсикологічного аналізу полягає в тому, щоб визначити, чи будь-яка хімічна речовина або мутаген зробить будь-який несприятливий вплив на генетичний матеріал або може спричинити різні захворювання, включаючи рак. Аналіз може бути проведений з використанням бактеріальних, дріжджових або ссавців клітин. Можна рано контролювати та врятувати вразливі організми від генотоксичних хімічних речовин, попередньо формуючи генетичний токсикологічний аналіз.

    Наступні різні типи генетичних токсикологічних аналізів використовуються в даний час протягом доби:

    • Бактеріальний аналіз зворотної мутації (Assay Еймса)

    • Аналіз генетичної мутації

      • Аллеле-Специфічна ПЛР

      • Секвенування дідеокси Сангера
    • Дослідження хромосомних аберацій

    • Мікроядерний аналіз

    3.1: Аналіз зворотної мутації бактерій (аналіз Еймса)

    Цей аналіз був відкритий Брюсом Еймсом в 1970 році. Цей аналіз широко використовується для тестування на мутацію генів. Методика використовує кілька штамів бактерії Salmonella typhimurium, які несуть мутації в генах, що беруть участь у синтезі гістидину. Ці штами є ауксотрофними мутантами, і вони вимагають гістидину для росту, і вони не можуть його виробляти. Цей аналіз вивчає здатність хімічної речовини або мутагену в створенні мутацій або «прототрофного» стану штамів, коли штами можуть рости на середовищі без гістидину.

    Тест Еймса
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Тест Еймса

    3.2: Аналіз генетичної мутації

    Нижче наведено різні молекулярні аналізи для вивчення нуклеотидних варіантів або чергування генетичного матеріалу, спричиненого мутагенами:

    Аллеле-Специфічна ПЛР

    За допомогою цього методу можна проаналізувати однонуклеотидний поліморфізм (SNP), отриманий внаслідок мутації заміщення основи. У цій ПЛР в реальному часі флуоресцентні репортерні зонди додаються до реакційної суміші, і один флуоресцентний репортерний зонд вибирається для дикого типу, а інший флуоресцентний зонд використовується для мутантів. ПЦР-праймери з флуоресцентним зондом будуть відповідати або невідповідати одному з алелів на 3' кінці праймера. ДНК-полімераза розширює зонди доповнюючим чином і вивільняючи репортерні флуоресцентні молекули для виявлення. Цикли ПЛР з репортерними зондами показують посилені сигнали і дозволяють точно виміряти один або обидва алелі, що цікавлять. Аналогічно, 3' кінець мутантно-специфічного праймера розширюється лише за наявності ДНК з цією мутацією.

    Аллеле-Специфічна ПЛР

    Секвенування дідеокси Сангера

    Метою цього методу є виявлення невідомих мутацій, включаючи одиночні нуклеотидні варіанти (SNV) та невеликі дублювання, вставки, видалення та інделі, що представляють інтерес, спричинені мутагенами. У цьому методі секвенуючі праймери гібридизовані до продукту ПЛР і розширюються за допомогою чотирьох дезоксинуклеотидів (DNTP), суміші флуоресцентно мічених дидезоксинуклеотидів (DDNTP) та ДНК-полімерази. Чотири DDNTP позначені іншим флуоресцентним барвником. Випадкове включення позначених DDNTPS показує закінчення пасм у кожному місці уздовж послідовності. Гелевий електрофорез відокремлює пасма за розміром. Флуоресцентна спектроскопія вимірювала кінцеві нуклеотиди.

    Секвенування дідеокси Сангера

    3.3: Дослідження аберації хромосом

    Цитогенетичні аналізи клітин ссавців проводяться для виявлення різних типів структурних і числових хромосомних аберацій, викликаних генотоксичними хімічними речовинами. Кластогенні або анеугенні ефекти від генотоксичних хімічних речовин призведе до збільшення частоти структурних (передчасне центричне поділ, хромосомні розриви, дицентричні хромосоми, кільце) складних перестановок (рис. 4) або числових аберацій генетичного матеріалу в клітині ссавців.

    Дослідження хромосомних аберацій
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Дослідження аберації хромосом

    3.4: Мікроядерний аналіз

    Мікроядерний аналіз використовується як інструмент для оцінки генетичних пошкоджень, спричинених генотоксичними хімічними речовинами. Кількість мікроядер (рис. 5), що генеруються безпосередньо стосується кількості пошкодження ДНК в клітині.

    Мікроядерний аналіз
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Мікроядерний аналіз

    Тема 3: Ключові моменти

    У цьому розділі ми вивчили наступні основні моменти:

    • 1: Визначення генетичного токсикологічного аналізу

    • 2: Різні види генетико-токсикологічних аналізів.

    • 3: Як генетичні мутаційні аналізи виконуються методами Аллеле-Специфічної ПЛР та Секвенування Sanger Dideoxy.

    • 4: Які різні типи хромосомних аберацій спостерігаються під мікроскопом при вивченні хромосомних аберацій?

    • 5: Зміни мікроядер, що спостерігаються під мікроскопом за допомогою аналізу мікроядер.

    Перевірка знань

    1. Цитогенетичні аналізи клітин ссавців проводяться для виявлення різних типів структурних та числових хромосомних аберацій, викликаних генотоксичними хімічними речовинами. Структурними хромосомними абераціями є:

    передчасне центричне поділ

    дзвонити

    хромосомні розриви

    дицентричні хромосоми

    Все перераховане вище

    Відповідь

    Все перераховане вище

    2. У ПЛР, специфічних для аллелів, флуоресцентні репортерні зонди додаються до реакційної суміші, і один флуоресцентний репортерний зонд вибирається для дикого типу, а інший флуоресцентний зонд використовується для мутантів.

    Правда

    Помилковий

    Відповідь

    Правда

    3. Який прилад використовується для вимірювання кінцевих нуклеотидів у секвенуванні Sanger Dideoxy?

    Флуоресцентна спектроскопія

    Спектрофотометр

    Флуоресцентна мікроскопія

    Жодне з перерахованих вище

    Відповідь

    Флуоресцентна спектроскопія

    4. Техніка Еймса використовує кілька штамів бактерії Salmonella typhimurium, які несуть мутації в генах, що беруть участь у:

    Синтез аргініну.

    Синтез гістидину.

    Синтез лізину.

    Нічого з перерахованого вище.

    Відповідь

    Синтез гістидину.