Vad är en oligonukleotid?
En oligonukleotid är en kort kedja av DNA- eller RNA -molekyler som har många användningsområden inom molekylärbiologi och medicin.Det används som en sond för att screena för sjukdomar, virala infektioner och för att identifiera gener i molekylärbiologiska experiment.Det används också som en primer i en typ av DNA -sekvensering.
För att förstå en oligonukleotid hjälper det att förstå strukturen för DNA.DNA -molekyler är mycket långa spolar av två trådar, gjorda av fyra olika nukleotidbasenheter, arrangerade i olika beställningar.Varje enhet har en kompletterande bas den kommer att binda, så varje tråd har en motsatt uppsättning baser som binder den.Dessa baser kan bilda en stor variation av olika kombinationer, och det är kombinationen av baser som ger den genetiska koden.DNA transkriberas för att producera messenger RNA (mRNA), som sedan översätts för att producera proteiner.
oligonukleotider identifieras genom deras kedjelängd.Till exempel skulle en oligonukleotid som är tio nukleotidbaser långa kallas A tio mer .De syntetiseras i allmänhet kemiskt, och typen av syntes begränsar kedjelängden till mindre än 60 baser lång.
I en typ av DNA -sekvensering som kallas dideoxy -sekvensering , oligonukleotider används som en primer, så att enzymet som tillverkar som görDNA kommer att ha en mall att fungera från.Enkelt DNA används och en oligonukleotid som är komplementär till DNA-strängen syntetiseras med användning av en automatiserad maskin.DNA -polymeraset som syntetiserar DNA fortsätter att tillsätta primern och syntetiserar den motsatta DNA -strängen från det.Denna reaktion producerar dubbelsträngat DNA.
En nyare användning av oligonukleotider som primrar är i polymeraskedjereaktionen (PCR) som används för att förstärka små fragment av DNA.Denna teknik har mycket praktiska användningsområden, till exempel i kriminaltekniker och faderskapstest.Det har också revolutionerat forskning inom medicin och biologiska vetenskaper, eftersom det ofta används i genetiska tekniska experiment.
En serie oligonukleotidprober används ofta för att isolera gener från ett bibliotek med gener eller komplementära DNA: er (CDNA).cDNA-bibliotek består av dubbelsträngat DNA, där en sträng härstammar från en mRNA-sträng och den andra är komplementär till det.Sådana bibliotek har fördelen att de inte har de luckor som ofta finns i gener från högre organismer.
Strukturen för gener från många organismer är känd på grund av sekvenseringsprojekt och är offentligt tillgängligt.Om man vill klona en gen från en annan organisme, kan man se vad som är känt om genen i andra organismer och designprober baserade på gemensamma områden i dessa sekvenser.Forskare har sedan en serie oligonukleotidprober syntetiserade som tar hänsyn till möjliga variationer i det gemensamma området.De screenar biblioteket med dessa sonder och letar efter oligonukleotider som binder.Många gener har identifierats på detta sätt.
En antisense -oligonukleotid innehåller en enda sträng av RNA eller DNA som är komplementet till en sekvens av intresse.När en viss genkodning för ett protein har klonats, används antisense RNA ofta för att blockera sitt uttryck genom att binda till mRNA som skulle syntetisera det.Detta låter forskare bestämma effekterna på organismen när det inte gör det proteinet.Antisense -oligonukleotider utvecklas också som nya typer av läkemedel för att blockera toxiska RNA.
Microarray Chips har varit ett annat område där oligonukleotider har varit av stor användbarhet.Det här är glasskivor, eller någon annan matris, som har fläckar som innehåller tusentals olika DNA -prober mdash;I detta fall gjorda av oligonukleotider.De är ett mycket effektivt sätt att testa för förändringar i ett antal olika gener på en gång.DNA är bundet till en förening som ändrar färg eller fluoresces, om komplementärt DNA binder till det, så fläckarna ändrar färg om det finns en reaktion medTest -DNA.
Några av de saker oligonukleotidmikroarrayer används för inkluderar screening för genetiska sjukdomar.Till exempel finns det små sonder som representerar aktiviteten hos gener som är involverade i bröstcancer, BRCA1 och BRCA2 .Det är möjligt att ta reda på om en kvinna har en mutation i en av dessa gener och analysera den ytterligare för att se om hon har en predisposition för bröstcancer.
Det finns en mikroarray som kallas virochip som har prober för cirka 20 000Gener från olika patogena virus som har sekvenserats.Kroppsutsöndringar, såsom slem, kan analyseras med chipet, som ofta kan identifiera vilken typ av virus en person är smittad av.Att identifiera virala infektioner kan vara ganska svårt, eftersom symtomen ofta liknar olika typer av virus.