પરિચય
ન્યુક્લિક એસિડ નિષ્કર્ષણ શું છે?
સૌથી સરળ શબ્દોમાં, ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણ એ નમૂનામાંથી આરએનએ અને/અથવા ડીએનએને દૂર કરવું અને જરૂરી નથી તે તમામ વધારાનો છે. નિષ્કર્ષણની પ્રક્રિયા નમૂનામાંથી ન્યુક્લીક એસિડને અલગ પાડે છે અને તેને એકાગ્ર ઈલ્યુએટના રૂપમાં પ્રાપ્ત કરે છે, જે કોઈપણ ડાઉનસ્ટ્રીમ એપ્લિકેશનને અસર કરી શકે તેવા મંદ અને દૂષકોથી મુક્ત છે.
ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણની એપ્લિકેશનો
પ્યોરિફાઈડ ન્યુક્લીક એસિડનો ઉપયોગ અનેકવિધ ઉદ્યોગોમાં વિવિધ કાર્યક્રમોમાં થાય છે. હેલ્થકેર એ કદાચ એવો વિસ્તાર છે જ્યાં તેનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે, જેમાં વિવિધ પરીક્ષણ હેતુઓ માટે જરૂરી શુદ્ધ RNA અને DNA જરૂરી છે.
આરોગ્યસંભાળમાં ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણના કાર્યક્રમોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- નેક્સ્ટ જનરેશન સિક્વન્સિંગ (NGS)
- એમ્પ્લીફિકેશન-આધારિત SNP જીનોટાઇપિંગ
- એરે-આધારિત જીનોટાઇપિંગ
- પ્રતિબંધ એન્ઝાઇમ પાચન
- સંશોધિત ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણ (દા.ત. લિગેશન અને ક્લોનિંગ)
હેલ્થકેર સિવાયના અન્ય ક્ષેત્રો પણ છે જ્યાં ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં પિતૃત્વ પરીક્ષણ, ફોરેન્સિક્સ અને જીનોમિક્સનો સમાવેશ થાય છે પરંતુ તેના સુધી મર્યાદિત નથી.
ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણનો સંક્ષિપ્ત ઇતિહાસ
ડીએનએ નિષ્કર્ષણ1869 માં ફ્રેડરિક મિશેર નામના સ્વિસ ચિકિત્સક દ્વારા પ્રથમ જાણીતા આઇસોલેશન કરવામાં આવ્યું હતું. મિશેર કોષોની રાસાયણિક રચના નક્કી કરીને જીવનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોને હલ કરવાની આશા રાખતા હતા. લિમ્ફોસાઇટ્સ સાથે નિષ્ફળ થયા પછી, તે કાઢી નાખવામાં આવેલી પટ્ટીઓ પર પરુમાં જોવા મળતા લ્યુકોસાઇટ્સમાંથી ડીએનએનું ક્રૂડ અવક્ષેપ મેળવવામાં સક્ષમ હતો. તેણે કોષના સાયટોપ્લાઝમને છોડવા માટે કોષમાં એસિડ અને પછી આલ્કલી ઉમેરીને આ કર્યું, અને પછી ડીએનએને અન્ય પ્રોટીનથી અલગ કરવા માટે પ્રોટોકોલ વિકસાવ્યો.
મિશેરના ગ્રાઉન્ડ બ્રેકિંગ સંશોધનને પગલે, અન્ય ઘણા વૈજ્ઞાનિકોએ ડીએનએને અલગ કરવા અને શુદ્ધ કરવાની તકનીકો વિકસાવી છે. એડવિન જોસેફ કોહને, પ્રોટીન વિજ્ઞાની, WW2 દરમિયાન પ્રોટીન શુદ્ધિકરણ માટે ઘણી તકનીકો વિકસાવી હતી. તે રક્ત પ્લાઝ્માના સીરમ આલ્બ્યુમિન અપૂર્ણાંકને અલગ કરવા માટે જવાબદાર હતો, જે રક્ત વાહિનીઓમાં ઓસ્મોટિક દબાણ જાળવવામાં મહત્વપૂર્ણ છે. સૈનિકોને જીવંત રાખવા માટે આ મહત્વપૂર્ણ હતું.
1953માં ફ્રાન્સિસ ક્રિકે, રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન અને જેમ્સ વોટસન સાથે મળીને ડીએનએનું માળખું નક્કી કર્યું, જે દર્શાવે છે કે તે ન્યુક્લીક એસિડ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની લાંબી સાંકળોની બે સેરથી બનેલું છે. આ સફળતાની શોધે મેસેલ્સન અને સ્ટેહલ માટે માર્ગ મોકળો કર્યો, જેઓ તેમના 1958ના પ્રયોગ દરમિયાન ડીએનએની અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત પ્રતિકૃતિ દર્શાવતા ઇ. કોલી બેક્ટેરિયામાંથી ડીએનએને અલગ કરવા માટે ઘનતા ગ્રેડિયન્ટ સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પ્રોટોકોલ વિકસાવવામાં સક્ષમ હતા.
ન્યુક્લિક એસિડ નિષ્કર્ષણની તકનીકો
ડીએનએ નિષ્કર્ષણના 4 તબક્કા શું છે?
તમામ નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ સમાન મૂળભૂત પગલાઓ સુધી ઉકળે છે.
સેલ વિક્ષેપ. આ તબક્કો, જેને સેલ લિસિસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં કોષની દીવાલ અને/અથવા કોષ પટલને તોડી નાખવાનો સમાવેશ થાય છે, જેથી રસના ન્યુક્લિક એસિડ ધરાવતા ઇન્ટ્રા-સેલ્યુલર પ્રવાહીને મુક્ત કરવામાં આવે.
અનિચ્છનીય કચરો દૂર. આમાં મેમ્બ્રેન લિપિડ્સ, પ્રોટીન અને અન્ય અનિચ્છનીય ન્યુક્લિક એસિડનો સમાવેશ થાય છે જે ડાઉનસ્ટ્રીમ એપ્લિકેશનમાં દખલ કરી શકે છે.
આઇસોલેશન. તમે બનાવેલ ક્લીયર કરેલ લાયસેટમાંથી રસ ધરાવતા ન્યુક્લીક એસિડને અલગ કરવાની ઘણી જુદી જુદી રીતો છે, જે બે મુખ્ય શ્રેણીઓ વચ્ચે આવે છે: ઉકેલ આધારિત અથવા નક્કર સ્થિતિ (આગળનો વિભાગ જુઓ).
એકાગ્રતા. ન્યુક્લીક એસિડને અન્ય તમામ દૂષકો અને મંદનમાંથી અલગ કર્યા પછી, તે ખૂબ જ કેન્દ્રિત એલ્યુએટમાં રજૂ કરવામાં આવે છે.
નિષ્કર્ષણના બે પ્રકાર
ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણના બે પ્રકાર છે - ઉકેલ આધારિત પદ્ધતિઓ અને ઘન સ્થિતિ પદ્ધતિઓ. સોલ્યુશન આધારિત પદ્ધતિને રાસાયણિક નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, કારણ કે તેમાં કોષને તોડવા અને ન્યુક્લિક સામગ્રીને ઍક્સેસ કરવા માટે રસાયણોનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આ કાં તો ફિનોલ અને ક્લોરોફોર્મ જેવા કાર્બનિક સંયોજનો અથવા ઓછા હાનિકારક અને તેથી વધુ ભલામણ કરેલ અકાર્બનિક સંયોજનો જેમ કે પ્રોટીનનેઝ કે અથવા સિલિકા જેલનો ઉપયોગ કરી શકે છે.
કોષને તોડવા માટે વિવિધ રાસાયણિક નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓના ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- પટલના ઓસ્મોટિક ભંગાણ
- સેલ દિવાલની એન્ઝાઇમેટિક પાચન
- પટલનું દ્રાવ્યકરણ
- ડીટરજન્ટ સાથે
- આલ્કલી સારવાર સાથે
સોલિડ સ્ટેટ તકનીકો, જેને યાંત્રિક પદ્ધતિઓ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં ડીએનએ ઘન સબસ્ટ્રેટ સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તેનું શોષણ સામેલ છે. એક મણકો અથવા પરમાણુ પસંદ કરીને જેના પર ડીએનએ બાંધશે પરંતુ વિશ્લેષક નહીં, બંનેને અલગ કરવાનું શક્ય છે. સિલિકા અને ચુંબકીય માળખાના ઉપયોગ સહિત ઘન-તબક્કાની નિષ્કર્ષણ તકનીકોના ઉદાહરણો.
મેગ્નેટિક બીડ એક્સટ્રેક્શન સમજાવ્યું
મેગ્નેટિક મણકો નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ
વ્હાઇટહેડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ સંશોધન સંસ્થા માટે ટ્રેવર હોકિન્સ દ્વારા ફાઈલ કરવામાં આવેલી યુએસ પેટન્ટમાં ચુંબકીય માળખાનો ઉપયોગ કરીને નિષ્કર્ષણની સંભવિતતાને સૌપ્રથમ ઓળખવામાં આવી હતી. આ પેટન્ટે સ્વીકાર્યું હતું કે આનુવંશિક સામગ્રીને નક્કર આધાર વાહક સાથે બાંધીને બહાર કાઢવું શક્ય છે, જે ચુંબકીય મણકો હોઈ શકે છે. સિદ્ધાંત એ છે કે તમે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમ ચુંબકીય માળખાનો ઉપયોગ કરો છો જેના પર આનુવંશિક સામગ્રી જોડાઈ જશે, જે પછી નમૂનાને પકડી રાખતા જહાજની બહારના ભાગમાં ચુંબકીય બળ લાગુ કરીને સુપરનેટન્ટથી અલગ કરી શકાય છે.
શા માટે મેગ્નેટિક મણકા નિષ્કર્ષણનો ઉપયોગ કરો?
ચુંબકીય મણકો નિષ્કર્ષણ તકનીક વધુને વધુ પ્રચલિત બની રહી છે, તે ઝડપી અને કાર્યક્ષમ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓ માટે ધરાવે છે તે સંભવિતને કારણે. તાજેતરના સમયમાં યોગ્ય બફર પ્રણાલીઓ સાથે અત્યંત કાર્યાત્મક ચુંબકીય માળખાના વિકાસ થયા છે, જેણે ન્યુક્લીક એસિડ નિષ્કર્ષણનું ઓટોમેશન અને વર્કફ્લો શક્ય બનાવ્યું છે જે ખૂબ જ સંસાધન પ્રકાશ અને ખર્ચ-કાર્યક્ષમ છે. ઉપરાંત, ચુંબકીય મણકાની નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓમાં સેન્ટ્રીફ્યુગેશન સ્ટેપ્સનો સમાવેશ થતો નથી કે જેનાથી ડીએનએના લાંબા ટુકડાને તોડી નાખતા શીયર ફોર્સ થઈ શકે છે. આનો અર્થ એ થયો કે ડીએનએની લાંબી સેર અકબંધ રહે છે, જે જીનોમિક્સ પરીક્ષણમાં મહત્વપૂર્ણ છે.
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-25-2022