న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ సంగ్రహణ మరియు అయస్కాంత పూసల పద్ధతి

పరిచయం

న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ అంటే ఏమిటి?

చాలా సరళమైన పదాలలో, న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీత అనేది ఒక నమూనా నుండి RNA మరియు/లేదా DNA మరియు అవసరం లేని అదనపు మొత్తాన్ని తీసివేయడం. వెలికితీత ప్రక్రియ ఒక నమూనా నుండి న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలను వేరుచేస్తుంది మరియు ఏదైనా దిగువ అనువర్తనాలను ప్రభావితం చేసే పలుచనలు మరియు కలుషితాలు లేకుండా సాంద్రీకృత ఎలుయేట్ రూపంలో వాటిని అందిస్తుంది.

న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ అప్లికేషన్స్

శుద్ధి చేయబడిన న్యూక్లియిక్ యాసిడ్‌లు అనేక రకాలైన వివిధ పరిశ్రమల పరిధిలోని వివిధ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి. హెల్త్‌కేర్ అనేది బహుశా వివిధ రకాల పరీక్ష ప్రయోజనాల కోసం అవసరమైన శుద్ధి చేయబడిన RNA మరియు DNAతో ఎక్కువగా ఉపయోగించే ప్రాంతం.

ఆరోగ్య సంరక్షణలో న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీత యొక్క అనువర్తనాలు:

- PCR మరియు qPCR యాంప్లిఫికేషన్

- నెక్స్ట్ జనరేషన్ సీక్వెన్సింగ్ (NGS)

- యాంప్లిఫికేషన్ ఆధారిత SNP జెనోటైపింగ్

- అర్రే-ఆధారిత జన్యురూపం

- పరిమితి ఎంజైమ్ జీర్ణక్రియ

- మోడిఫైయింగ్ ఎంజైమ్‌లను ఉపయోగించి విశ్లేషిస్తుంది (ఉదా. లిగేషన్ మరియు క్లోనింగ్)

న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీత ఉపయోగించబడే ఆరోగ్య సంరక్షణకు మించిన ఇతర రంగాలు కూడా ఉన్నాయి, వీటిలో పితృత్వ పరీక్ష, ఫోరెన్సిక్స్ మరియు జెనోమిక్స్ మాత్రమే పరిమితం కాదు.

న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీత యొక్క సంక్షిప్త చరిత్ర

DNA వెలికితీత1869లో ఫ్రెడరిక్ మీషర్ అనే స్విస్ వైద్యుడు మొదటిసారిగా గుర్తించబడిన ఐసోలేషన్‌ను చాలా కాలం నాటిది. కణాల రసాయన కూర్పును నిర్ణయించడం ద్వారా జీవితానికి సంబంధించిన ప్రాథమిక సూత్రాలను పరిష్కరించాలని మిషెర్ ఆశించాడు. లింఫోసైట్‌లతో విఫలమైన తర్వాత, అతను విస్మరించిన పట్టీలపై చీములో కనిపించే ల్యూకోసైట్‌ల నుండి DNA యొక్క ముడి అవక్షేపాన్ని పొందగలిగాడు. సెల్ యొక్క సైటోప్లాజమ్‌ను విడిచిపెట్టడానికి కణానికి యాసిడ్ మరియు క్షారాన్ని జోడించడం ద్వారా అతను దీన్ని చేసాడు, ఆపై DNA ను ఇతర ప్రోటీన్‌ల నుండి వేరు చేయడానికి ఒక ప్రోటోకాల్‌ను అభివృద్ధి చేశాడు.

మిషెర్ యొక్క సంచలనాత్మక పరిశోధనను అనుసరించి, అనేకమంది ఇతర శాస్త్రవేత్తలు DNAను వేరుచేయడానికి మరియు శుద్ధి చేయడానికి సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయడానికి ముందుకు సాగారు. ఎడ్విన్ జోసెఫ్ కోన్, ఒక ప్రోటీన్ శాస్త్రవేత్త WW2 సమయంలో ప్రోటీన్ శుద్దీకరణ కోసం అనేక పద్ధతులను అభివృద్ధి చేశారు. రక్త నాళాలలో ద్రవాభిసరణ ఒత్తిడిని నిర్వహించడంలో ముఖ్యమైన రక్త ప్లాస్మా యొక్క సీరం అల్బుమిన్ భిన్నాన్ని వేరుచేయడానికి అతను బాధ్యత వహించాడు. సైనికులను సజీవంగా ఉంచడంలో ఇది చాలా కీలకమైనది.

1953లో ఫ్రాన్సిస్ క్రిక్, రోసలిండ్ ఫ్రాంక్లిన్ మరియు జేమ్స్ వాట్సన్‌లతో కలిసి DNA యొక్క నిర్మాణాన్ని నిర్ణయించారు, ఇది న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ న్యూక్లియోటైడ్‌ల యొక్క రెండు పొడవాటి గొలుసులతో రూపొందించబడిందని చూపిస్తుంది. ఈ పురోగతి ఆవిష్కరణ మెసెల్సన్ మరియు స్టాల్‌లకు మార్గం సుగమం చేసింది, వారు తమ 1958 ప్రయోగంలో DNA యొక్క సెమీ-కన్సర్వేటివ్ రెప్లికేషన్‌ను ప్రదర్శించినందున E. Coli బ్యాక్టీరియా నుండి DNAను వేరుచేయడానికి సాంద్రత ప్రవణత సెంట్రిఫ్యూగేషన్ ప్రోటోకాల్‌ను అభివృద్ధి చేయగలిగారు.

న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీత యొక్క సాంకేతికతలు

DNA వెలికితీత యొక్క 4 దశలు ఏమిటి?
అన్ని వెలికితీత పద్ధతులు ఒకే ప్రాథమిక దశలకు దిగుతాయి.

సెల్ అంతరాయం. సెల్ లైసిస్ అని కూడా పిలువబడే ఈ దశలో సెల్ గోడ మరియు/లేదా కణ త్వచాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడం, ఆసక్తి గల న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలను కలిగి ఉన్న ఇంట్రా-సెల్యులార్ ద్రవాలను విడుదల చేయడం.

అవాంఛిత శిధిలాల తొలగింపు. ఇందులో మెమ్బ్రేన్ లిపిడ్‌లు, ప్రొటీన్లు మరియు ఇతర అవాంఛిత న్యూక్లియిక్ యాసిడ్‌లు దిగువన ఉన్న అప్లికేషన్‌లకు అంతరాయం కలిగిస్తాయి.

విడిగా ఉంచడం. మీరు సృష్టించిన క్లియర్ చేయబడిన లైసేట్ నుండి ఆసక్తి ఉన్న న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలను వేరుచేయడానికి అనేక విభిన్న మార్గాలు ఉన్నాయి, ఇవి రెండు ప్రధాన వర్గాల మధ్య వస్తాయి: పరిష్కారం ఆధారిత లేదా ఘన స్థితి (తదుపరి విభాగాన్ని చూడండి).

ఏకాగ్రత. న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు అన్ని ఇతర కలుషితాలు మరియు పలుచన పదార్థాల నుండి వేరుచేయబడిన తర్వాత, అవి అధిక-సాంద్రీకృత ఎలుయేట్‌లో ప్రదర్శించబడతాయి.

సంగ్రహణ యొక్క రెండు రకాలు
న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీతలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి - పరిష్కారం ఆధారిత పద్ధతులు మరియు ఘన స్థితి పద్ధతులు. ద్రావణ ఆధారిత పద్ధతిని రసాయన సంగ్రహణ పద్ధతి అని కూడా పిలుస్తారు, ఎందుకంటే ఇది కణాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి మరియు న్యూక్లియిక్ పదార్థాన్ని యాక్సెస్ చేయడానికి రసాయనాలను ఉపయోగించడం. ఇది ఫినాల్ మరియు క్లోరోఫామ్ వంటి సేంద్రీయ సమ్మేళనాలను లేదా తక్కువ హానికరం కాబట్టి ప్రొటీనేస్ K లేదా సిలికా జెల్ వంటి మరింత సిఫార్సు చేయబడిన అకర్బన సమ్మేళనాలను ఉపయోగించవచ్చు.

కణాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి వివిధ రసాయన వెలికితీత పద్ధతుల ఉదాహరణలు:

- పొర యొక్క ఓస్మోటిక్ చీలిక

- సెల్ గోడ యొక్క ఎంజైమాటిక్ జీర్ణక్రియ

- పొర యొక్క ద్రావణీకరణ

- డిటర్జెంట్లతో

- క్షార చికిత్సతో

సాలిడ్ స్టేట్ టెక్నిక్స్, మెకానికల్ మెథడ్స్ అని కూడా పిలుస్తారు, DNA ఒక ఘన ఉపరితలంతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతుందో ఉపయోగించుకోవడం. DNA బంధించే ఒక పూస లేదా పరమాణువును ఎంచుకోవడం ద్వారా కానీ విశ్లేషణ చేయనిది, రెండింటినీ వేరు చేయడం సాధ్యపడుతుంది. సిలికా మరియు మాగ్నెటిక్ పూసలను ఉపయోగించడంతో సహా సాలిడ్-ఫేజ్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ టెక్నిక్‌ల ఉదాహరణలు.

మాగ్నెటిక్ పూస వెలికితీత వివరించబడింది

అయస్కాంత పూసల వెలికితీత పద్ధతి
వైట్‌హెడ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ పరిశోధనా సంస్థ కోసం ట్రెవర్ హాకిన్స్ దాఖలు చేసిన US పేటెంట్‌లో అయస్కాంత పూసలను ఉపయోగించి వెలికితీసే సంభావ్యత మొదట గుర్తించబడింది. ఈ పేటెంట్ జన్యు పదార్థాన్ని ఘన మద్దతు క్యారియర్‌తో బంధించడం ద్వారా వాటిని సంగ్రహించడం సాధ్యమవుతుందని అంగీకరించింది, ఇది అయస్కాంత పూస కావచ్చు. సూత్రం ఏమిటంటే, మీరు అధిక కార్యాచరణతో కూడిన అయస్కాంత పూసను ఉపయోగిస్తారు, దానిపై జన్యు పదార్ధం కట్టుబడి ఉంటుంది, ఆపై నమూనాను పట్టుకున్న పాత్ర వెలుపలికి అయస్కాంత శక్తిని వర్తింపజేయడం ద్వారా సూపర్‌నాటెంట్ నుండి వేరు చేయవచ్చు.

అయస్కాంత పూసల వెలికితీతను ఎందుకు ఉపయోగించాలి?
అయస్కాంత పూసల వెలికితీత సాంకేతికత వేగంగా మరియు సమర్థవంతమైన వెలికితీత విధానాలకు కలిగి ఉన్న సంభావ్యత కారణంగా ఎక్కువగా ప్రబలంగా మారింది. ఇటీవలి కాలంలో తగిన బఫర్ సిస్టమ్‌లతో అత్యంత ఫంక్షనలైజ్ చేయబడిన అయస్కాంత పూసలు అభివృద్ధి చెందాయి, ఇవి న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీత యొక్క ఆటోమేషన్ మరియు చాలా రిసోర్స్ లైట్ మరియు ఖర్చు-సమర్థవంతమైన వర్క్‌ఫ్లోను సాధ్యం చేశాయి. అలాగే, అయస్కాంత పూసల వెలికితీత పద్ధతులు సెంట్రిఫ్యూగేషన్ దశలను కలిగి ఉండవు, ఇవి కోత శక్తులను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి DNA యొక్క పొడవైన ముక్కలను విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి. దీని అర్థం DNA యొక్క పొడవైన తంతువులు చెక్కుచెదరకుండా ఉంటాయి, ఇది జన్యుశాస్త్ర పరీక్షలో ముఖ్యమైనది.