Utangulizi
Uchimbaji wa Asidi ya Nucleic ni nini?
Kwa maneno rahisi sana, uchimbaji wa asidi ya nucleic ni kuondolewa kwa RNA na/au DNA kutoka kwa sampuli na ziada yote ambayo sio lazima. Mchakato wa uchimbaji hutenga asidi nucleiki kutoka kwa sampuli na kuzitoa katika mfumo wa eluate iliyokolea, isiyo na vimumunyisho na uchafu unaoweza kuathiri programu zozote za mkondo wa chini.
Matumizi ya Uchimbaji wa Asidi ya Nucleic
Asidi nukleiki iliyosafishwa hutumiwa katika wingi wa matumizi tofauti, kuanzia katika tasnia nyingi tofauti. Huduma ya afya labda ni eneo ambalo hutumiwa zaidi, na RNA iliyosafishwa na DNA inahitajika kwa anuwai ya madhumuni tofauti ya upimaji.
Matumizi ya uchimbaji wa asidi ya nucleic katika huduma ya afya ni pamoja na:
- Mpangilio wa Kizazi Kijacho (NGS)
- Amplification-msingi SNP Genotyping
- Array-msingi Genotyping
- Kizuizi cha mmeng'enyo wa Enzyme
- Inachanganua kwa kutumia Enzymes za Kurekebisha (kwa mfano, Kuunganisha na Kuunganisha)
Pia kuna nyanja zingine zaidi ya huduma ya afya ambapo uchimbaji wa asidi ya nukleiki hutumiwa, ikijumuisha, lakini sio tu kwa upimaji wa uzazi, uchunguzi wa uchunguzi na genomics.
Historia fupi ya Uchimbaji wa Asidi ya Nucleic
Uchimbaji wa DNAilianza zamani sana, huku kutengwa kwa mara ya kwanza kukiwa kumefanywa na daktari wa Uswizi aitwaye Friedrich Miescher mnamo 1869. Miescher alikuwa na matumaini ya kutatua kanuni za kimsingi za maisha kwa kuamua muundo wa kemikali wa seli. Baada ya kushindwa na lymphocytes, aliweza kupata mvua ghafi ya DNA kutoka leukocytes zilizopatikana kwenye usaha kwenye bendeji zilizotupwa. Alifanya hivyo kwa kuongeza asidi na kisha alkali kwenye seli ili kuacha saitoplazimu ya seli, na kisha akatengeneza itifaki ya kutenganisha DNA kutoka kwa protini nyingine.
Kufuatia utafiti wa msingi wa Miescher, wanasayansi wengine wengi wameendelea na kuendeleza mbinu za kutenga na kusafisha DNA. Edwin Joseph Cohn, mwanasayansi wa protini alitengeneza mbinu nyingi za utakaso wa protini wakati wa WW2. Alikuwa na jukumu la kutenga sehemu ya albin ya serum ya plasma ya damu, ambayo ni muhimu katika kudumisha shinikizo la osmotic katika mishipa ya damu. Hii ilikuwa muhimu kwa kuwaweka askari hai.
Mnamo 1953, Francis Crick, pamoja na Rosalind Franklin na James Watson, waliamua muundo wa DNA, ikionyesha kwamba ilifanyizwa kwa nyuzi mbili za minyororo mirefu ya nyukleotidi za asidi ya nukleiki. Ugunduzi huu wa mafanikio ulifungua njia kwa Meselson na Stahl, ambao waliweza kutengeneza itifaki ya upenyo wa upenyo wa msongamano wa kutenganisha DNA kutoka kwa bakteria ya E. Coli walipoonyesha uigaji wa nusu-hafidhina wa DNA wakati wa jaribio lao la 1958.
Mbinu za Uchimbaji wa Asidi ya Nucleic
Je, ni hatua gani 4 za uchimbaji wa DNA?
Njia zote za uchimbaji hupungua hadi hatua sawa za msingi.
Usumbufu wa seli. Hatua hii, inayojulikana pia kama uchanganuzi wa seli, inahusisha kuvunja ukuta wa seli na/au utando wa seli, ili kutoa vimiminika vya ndani ya seli zilizo na asidi nucleiki zinazovutia.
Uondoaji wa uchafu usiohitajika. Hii ni pamoja na lipids za utando, protini na asidi nyingine za nukleiki zisizohitajika ambazo zinaweza kutatiza matumizi ya mkondo wa chini.
Kujitenga. Kuna idadi ya njia tofauti za kutenga asidi ya nucleic ya riba kutoka kwa lysate iliyosafishwa uliyounda, ambayo iko kati ya aina mbili kuu: hali ya ufumbuzi au imara (tazama sehemu inayofuata).
Kuzingatia. Baada ya asidi ya nucleic kutengwa kutoka kwa uchafuzi mwingine wote na diluents, hutolewa katika eluate yenye kujilimbikizia.
Aina Mbili za Uchimbaji
Kuna aina mbili za uchimbaji wa asidi ya nucleic - mbinu za msingi za ufumbuzi na mbinu za hali imara. Mbinu ya msingi wa suluhisho pia inajulikana kama njia ya uchimbaji wa kemikali, kwani inahusisha kutumia kemikali kuvunja seli na kufikia nyenzo za nucleic. Hii inaweza kuwa kwa kutumia misombo ya kikaboni kama vile phenoli na klorofomu, au misombo isiyo na madhara na kwa hivyo inayopendekezwa zaidi kama vile Proteinase K au jeli ya silika.
Mifano ya mbinu tofauti za uchimbaji wa kemikali ili kuvunja seli ni pamoja na:
- Kupasuka kwa Osmotic ya membrane
- Digestion ya enzyme ya ukuta wa seli
- Umumunyifu wa membrane
- Pamoja na sabuni
- Kwa matibabu ya alkali
Mbinu za hali dhabiti, zinazojulikana pia kama mbinu za kimakanika, zinahusisha kutumia jinsi DNA inavyoingiliana na substrate imara. Kwa kuchagua shanga au molekuli ambayo DNA itafunga lakini kichanganuzi hakitafanya, inawezekana kutenganisha hizo mbili. Mifano ya mbinu za uchimbaji wa awamu imara ikiwa ni pamoja na kutumia silika na shanga za sumaku.
Uchimbaji wa Shanga za Sumaku Umefafanuliwa
Mbinu ya Uchimbaji wa Shanga za Sumaku
Uwezo wa uchimbaji kwa kutumia shanga za sumaku ulitambuliwa kwanza katika hati miliki ya Marekani iliyowasilishwa na Trevor Hawkins, kwa taasisi ya utafiti ya Taasisi ya Whitehead. Hati miliki hii ilikubali kuwa inawezekana kutoa nyenzo za kijeni kwa kuzifunga kwa mtoa huduma thabiti, ambao unaweza kuwa ushanga wa sumaku. Kanuni ni kwamba utumie ushanga wa sumaku unaofanya kazi sana ambapo nyenzo ya kijeni itashikamana nayo, ambayo inaweza kisha kutenganishwa na nguvu kuu kwa kutumia nguvu ya sumaku kwa nje ya chombo kinachoshikilia sampuli.
Kwa nini utumie uchimbaji wa shanga za sumaku?
Teknolojia ya uchimbaji wa shanga za sumaku inazidi kuenea, kutokana na uwezo ulio nao kwa taratibu za uchimbaji wa haraka na bora. Katika siku za hivi majuzi kumekuwa na maendeleo ya shanga za sumaku zinazofanya kazi sana na mifumo inayofaa ya bafa, ambayo imewezesha uwekaji otomatiki wa uchimbaji wa asidi ya nukleiki na mtiririko wa kazi ambao ni nyepesi sana wa rasilimali na gharama nafuu. Pia, mbinu za uchimbaji wa shanga za sumaku hazihusishi hatua za upenyezaji kati ambazo zinaweza kusababisha nguvu za ukata ambazo huvunja vipande virefu vya DNA. Hii ina maana kwamba nyuzi ndefu za DNA hubakia sawa, ambayo ni muhimu katika upimaji wa jenomiki.
Muda wa kutuma: Nov-25-2022