Co to jest mikromacierz genomu?

Mikromacierz genomu, znany również jako mikromacierz kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA), jest rodzajem technologii genetycznej, która pozwala naukowcom określić poziomy ekspresji genów.W żywych organizmach gen ulega ekspresji, gdy DNA tego genu jest dekodowane przez szereg procesów w białko, które pełni specyficzną funkcję w komórce.Mierząc poziomy ekspresji genów w danej próbie, naukowcy mogą dowiedzieć się, które geny są najbardziej aktywne.Technologia mikromacierzy jest stosowana szczególnie w medycynie do poznania genetycznych aspektów chorób, takich jak rak.

Gdy gen jest wyrażany w organizmie, DNA jest dekodowane w białko poprzez szereg kroków.Segmenty genu są transkrybowane na szablonie kwasu rybonukleinowego (mRNA), pojedynczej cząsteczki, która jest komplementarna do jednej nici pierwotnej cząsteczki DNA.Ten mRNA przenosi informację genetyczną z jądra komórki do miejsca syntezy białek.Mikromacierz genomu ujawnia, które geny wytwarzają najwięcej mRNA i mdash;i przez rozszerzenie, które geny działają na najwyższym poziomie ekspresji.

Mikromacierz genomu jest szklanym lub krzemowym układem z serią mikroskopijnych kropek DNA przymocowanych do jego powierzchni.Specyficzne sekwencje DNA, zwane sondami, są wybierane na podstawie genów, które naukowcy chcą zbadać.Mikromacierz całego genomu zawiera sekwencje z całego genomu, podczas gdy skoncentrowana mikromacierz zawiera DNA tylko z niektórych genów.

W badaniach chorób mikromacierz będzie używany w następujący sposób.Po pierwsze, z podmiotu zostanie pobrana próbka zdrowej tkanki i chorej tkanki.MRNA z obu próbek byłoby izolowane przez szereg technik chemicznych.Każda próbka byłaby połączona z innym roztworem znakującym złożonym z podjednostek zwanych nukleotydami, zmodyfikowaną tak, aby obejmowała fluorescencję, która następnie wiązałaby się z cząsteczkami mRNA w celu utworzenia fluorescencyjnego komplementarnego DNA (cDNA).Na przykład próbka chorego może być oznakowana czerwoną fluorescencją i zdrową próbką z zieloną fluorescencją.

Gdy każda próbka jest przepłukana na mikromacierze genomu, niektóre cDNA z hybrydyzują próbki lub wiązanie z DNA na chipie.Powoduje to różne kolory i poziomy fluorescencji.Gdyby gen w próbce był na przykład wysoce aktywny, wytworzyłby wiele mRNA, który pojawiłby się na mikromacierze jako silny fluorescencyjny kolor.Połączając wizualne dane próbki za pomocą skanera, naukowcy mogą ustalić, czy dany gen jest wyrażany bardziej w chorej tkance, czy w tkance zdrowej.

W powyższym przykładzie zielona kropka wskazywałaby, że gen był wyrażany bardziej w zdrowej tkance, ponieważ dominacja zielonej fluorescencji wskazuje, że zdrowe mRNA próbki były liczniejsze niż niezdrowe.Czerwona kropka wskazuje, że gen wytwarzał więcej mRNA w chorej tkance i był bardziej aktywny w warunkach chorobowych.Żółte kropki oznaczałyby, że gen jest wyrażany w równym stopniu zarówno w tkance zdrowej, jak i chorych.Naukowcy mogą wykorzystać te informacje do ustalenia, które geny są bardziej aktywne w chorej komórce i jak takie zmiany wpływają na inne geny w komórce.Mikromacierze genomu można stosować nie tylko do badań i diagnozowania chorób, takich jak rak i choroby serca, ale także potencjalnie do nauki leczenia ich poprzez ukierunkowaną terapię.