ДНК-микрочип

Материал из MachineLearning.

(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(Ссылки)
(Ссылки)
Строка 27: Строка 27:
== Ссылки ==
== Ссылки ==
* [http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray DNA microarray] - статья из английской Википедии
* [http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray DNA microarray] - статья из английской Википедии
-
* [http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray_experiment Пример эксперимента с ДНК-микрочипом] - статья из английской Википедии
+
* [http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray_experiment DNA microarray experiment] - статья из английской Википедии
* [http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/microarray/ DNA Microarray Virtual Lab] - пошаговый интерактивный пример эксперимента с двукрасочным ДНК-микрочипом
* [http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/microarray/ DNA Microarray Virtual Lab] - пошаговый интерактивный пример эксперимента с двукрасочным ДНК-микрочипом
[[Категория:Биоинформатика]]
[[Категория:Биоинформатика]]

Версия 12:57, 5 мая 2010

Двукрасочный микрочип для 40000 проб
Двукрасочный микрочип для 40000 проб


ДНК-микрочип (англ. DNA microarray)  — это сложная технология, используемая в молекулярной биологии и медицине. ДНК-микрочип представляет собой небольшую поверхность, на которую с большой плотностью в определённом порядке нанесены фрагменты одноцепочечной синтетической ДНК с известной последовательностью. Эти фрагменты выступают в роли зондов, с которыми гибридизуются (образуют двуцепочечные молекулы) комплементарные им цепи ДНК из исследуемого образца, обычно меченные флуоресцентным красителем. Чем больше в образце молекул ДНК с определенной последовательностью, тем большее их количество свяжется с комплементарным зондом, и тем сильнее будет оптический сигнал в точке микрочипа, куда был «посажен» соответствующий зонд. После гибридизации поверхность микрочипа сканируется, и в результате каждой последовательности ДНК ставится в соответствие тот или иной уровень сигнала, пропорциональный числу молекул ДНК с данной последовательностью, присутствующих в смеси.

В обычном ДНК микрочипе (н-р, производства Affymetrix) зонды прикрепляются к твердой поверхности — стеклянному или силиконовому чипу. Другие платформы, например, выпускаемые Illumina, используют микроскопические шарики вместо больших твердых поверхностей. Технология ДНК-микрочипов находит самые разнообразные применения в современной биологии и медицине для анализа сложных смесей ДНК — например, совокупности всех транскриптов (матричных РНК) в клетке. ДНК микрочипы используют для анализа изменения экспрессии генов, выявления однонуклеотидных полиморфизмов, генотипирования или повторного секвенирования мутантных геномов. Микрочипы отличаются по конструкции, особенностям работы, точности, эффективности и стоимости.

Пример использования ДНК-микрочипа

Ниже приводится пример эксперимента с использованием ДНК-микрочипа.

Результат сканирования однодветного микрочипа
Результат сканирования однодветного микрочипа
  1. Выделяются или выращиваются биологические образцы, которые необходимо сравнить. Они могут соответствовать одним и тем же индивидуумам до и после какого-либо лечения (случай парных сравнений), либо различным группам индивидуумов, например, больным и здоровым, и т. д.
  2. Из образца выделяется очищенная нуклеиновая кислота, являющаяся объектом исследования: это может быть РНК в исследовании профиля экспрессии генов или ДНК при изучении сравнительной геномной гибридизации. Данный пример соответствует первому случаю.
  3. Проверяется качество и количество полученной нуклеиновой кислоты. Если требования соблюдены, эксперимент может быть продолжен.
  4. На основе имеющихся образцов РНК в процессе обратной транскрипции синтезируются последовательности комплементарных ДНК (кДНК, англ. cDNA).
  5. В процессе амплификации (синтеза дополнительных копий ДНК) количество последовательностей кДНК в образцах многократно увеличивается.
  6. К концам последовательностей кДНК присоединяются флуоресцентные или радиоактивные метки.
  7. Полученные образцы в смеси с необходимыми химическими веществами через микроскопическое отверстие наносятся на ДНК-микрочипы и начинается процесс гибридизации, в ходе которого одна из цепей кДНК присоединяется к комплементарной ей цепи, имеющейся на микрочипе.
  8. После окончания процесса гибридизации чипы промываются для удаления остатков материала.
  9. Полученные микрочипы сканируются при помощи лазера. На выходе получается одно- или двухцветные изображения (в зависимости от количества использованных красителей).
  10. На каждое изображение накладывается сетка, так, что каждой её ячейке соответствует участок чипа с пробами одного типа. Интенсивности свечения проб в ячейке сетки ставится в соответствие некоторое число, которое, в самом первом приближении, может служить мерой количества присутствовавших последовательностей РНК в соответствующем образце.

Дальнейшая обработка результатов требует многоэтапного привлечения сложного статистического аппарата.


Ссылки

  • DNA microarray - статья из английской Википедии
  • DNA microarray experiment - статья из английской Википедии
  • DNA Microarray Virtual Lab - пошаговый интерактивный пример эксперимента с двукрасочным ДНК-микрочипом
Личные инструменты