DNA microarray (Deutsch)

• Rezensiert von Dr. Tomislav Meštrović, MD, Ph. D.

  Das Microarray ist eine kürzlich entwickelte Technologie, die in der Krebsforschung und bei der pharmakologischen Behandlung anderer Krankheiten wie oralen Läsionen eingesetzt wird. Bei dieser Technologie wird ein Mikroskopträger (normalerweise ein 2D-Array aus Glas, Siliziumchips oder Nylonmembran) verwendet, der mit Tausenden von winzigen Flecken in bestimmten Positionen gedruckt ist.

  ©DAndre Nante/ .,com

  DNA microarray (gene Chip, DNA Chip, oder biochip) ist eine solche Technologie, die entweder DNA misst oder DNA als Teil ihres Nachweissystems verwendet. In jedem der Spots in diesem Array ist eine bekannte DNA-Sequenz oder ein Gen geordnet angeordnet.

  Insgesamt können die Proben aller Genome eines Organismus in einer einzigen Folie vorhanden sein. Eine Computerdatenbank wird dann verwendet, um den Ort und die Reihenfolge jedes Spots aufzuzeichnen. Diese DNA-Sequenzen werden miteinander verglichen, um die benötigten Informationen zu erhalten., Diese Technik ermöglicht es Forschern, die Expression von Tausenden von Genen in einer einzigen Reaktion zu untersuchen und zu analysieren und Probleme anzugehen, von denen angenommen wird, dass sie nicht nachvollziehbar sind.

  Prinzip und Technik

  Das Grundprinzip hinter dem DNA-Mikroarray ist die „Nukleinsäurehybridisierung“. Dabei werden zwei komplementäre Stränge einer DNA durch Wasserstoffbindungen zu einem doppelsträngigen Molekül zusammengefügt. Dies hilft Forschern, die DNA-oder RNA-Moleküle identischer Sequenzen zu vergleichen und zu analysieren.,

  Die Technik besteht aus drei Hauptabschnitten:

  1. Vorbereitung eines DNA-Chips
  2. Das Experiment
  3. Sammlung und Analyse der Ergebnisse
  • Vorbereitung des DNA-Chips und das Experiment

  Zur Herstellung eines gefleckten Arrays werden mehrere Methoden verwendet. In einigen Fällen werden bereits entworfene Sonden, die an feinen Nadeln befestigt sind, mit einem Roboter (Surface Engineering) auf eine chemische Matrixoberfläche gedruckt. Photoaktivierte Chemie und Maskierung werden auch verwendet, um Sonden herzustellen, und diese können auch in Geschäften gekauft werden.,

  Das Reaktionsverfahren von DNA microarray erfolgt in mehreren Schritten:

  1. Probenentnahme-eine Probe kann in diesem Fall als Zelle/Gewebe des Organismus definiert werden, an dem wir die Studie durchführen möchten. Es werden zwei Arten von Proben gesammelt: gesunde Zellen und infizierte Zellen zum Vergleich und zur Erzielung der Ergebnisse.
  2. Die Isolierung von mRNA-RNA wird aus der Probe unter Verwendung einer Säule oder eines Lösungsmittels wie Phenol-Chloroform extrahiert. Von der extrahierten RNA wird mRNA getrennt, wobei rRNA und tRNA zurückbleiben., Da mRNA einen Poly – A-Schwanz hat, werden Säulenperlen mit Poly-T-Schwänzen verwendet, um mRNA zu binden. Nach der Extraktion wird die Säule mit Puffer gespült, um mRNA von den Perlen zu isolieren. Puffer stört die Hybridbindungen zwischen der mRNA und Perlen durch Störung des pH.
  3. Schaffung von markierter cDNA – um cDNA (komplementärer DNA-Strang) zu erzeugen, wird eine umgekehrte Transkription der mRNA durchgeführt. Beide Proben werden dann mit verschiedenen fluoreszierenden Farbstoffen zur Herstellung fluoreszierender cDNA-Stränge eingearbeitet. Dies hilft bei der Unterscheidung der Beispiel-Kategorie der cDNAs.,
  4. Hybridisierung-die markierten cDNAs beider Proben werden in das DNA-Mikroarray gegeben, so dass jede cDNA zu ihrem komplementären Strang hybridisiert wird; Sie werden auch gründlich gewaschen, um unbegrenzte Sequenzen zu entfernen.
  • Erfassung und Analyse

  Die Erfassung der Daten erfolgt mit Hilfe eines Microarray Scanners. Dieser scanner besteht aus einem laser, einem computer und einer Kamera. Der Laser regt die Fluoreszenz der cDNA an und erzeugt Signale.

  Wenn der Laser das Array scannt, zeichnet die Kamera die erzeugten Bilder auf., Dann speichert der Computer die Daten und liefert die Ergebnisse sofort. Die so erzeugten Daten werden dann analysiert. Der Unterschied in der Intensität der Farben für jeden Punkt bestimmt den Charakter des Gens an diesem bestimmten Punkt.,da

• Die Arrays ein indirektes Maß für die relative Konzentration liefern
• Insbesondere für komplexe Säugetiergenome ist es oft schwierig, Arrays zu entwerfen, in denen mehrere verwandte DNA/RNA-Sequenzen nicht an dieselbe Sonde auf dem Array binden
• Ein DNA-Array kann nur Sequenzen erkennen, für die das Array entwickelt wurde

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