Primarie tecniche di analisi del DNA che sono stati utilizzati dal 1985

ricerca con sede a Genetics è uno dei più rapida evoluzione discipline scientifiche di oggi . La tecnologia presto iniziato con tecniche che utilizzano etichette radioattive per il sequenziamento del DNA , l'individuazione delle singole basi che compongono il DNA . Il DNA è il modello per ogni organismo vivente , compresi virus . Esso è formato da milioni o miliardi di unità di quattro basi azotate , denominate A per l'adenosina , guanosina G , C per citosina e timina T per ripetere . Gli esseri umani contengono circa 9 miliardi di euro di queste basi , ripetendo , senza un motivo particolare. Tre basi insieme simboleggiano un amminoacido . Una catena di amminoacidi determina una proteina . Il complemento di diverse proteine ​​determina le caratteristiche di un organismo vivente chiamato un fenotipo . Tecniche di analisi del DNA sono utilizzati per determinare sequenze di DNA per capire come gli organismi viventi si sviluppano , e gli errori di sequenza che causano malattie come il cancro . La tecnologia avanzata rapidamente dopo lo sviluppo della PCR nel 1985 . Polymerase Chain Reaction

La reazione a catena della polimerasi , o PCR , è forse la scoperta scientifica più importante nella ricerca genetica. Kary Mullins inventato PCR nel 1985. Il processo di PCR permette agli scienziati di amplificare specifiche aree di DNA , producendo milioni di copie in poche ore. PCR impiega un enzima termostabile chiamato Taq polimerasi , isolata da una specie di batteri chiamati Thermus aquaticus , trovato vivono nelle sorgenti calde . In presenza di materie prime , Taq polimerasi sintetizza copie duplicate di DNA usando il DNA originale come modello . I ricercatori possono determinare l' area esatta del DNA di essere amplificato includendo 20 filamenti di basi di DNA chiamati primer . Primers avviare amplificazione mediante abbinamento o ricottura , di un set di basi sul DNA stampo . Tutte le nuove tecnologie sviluppate a partire dal 1985 richiedono una derivata di amplificazione PCR . Sequenziamento

tecniche di sequenziamento del DNA

DNA determina l'ordine esatto delle basi azotate . Sviluppo precoce di metodi di sequenziamento etichettato ogni base con un marcatore radioattivo durante la PCR . Il DNA amplificato viene separata da una corrente elettrica e passare attraverso un materiale simile a gel di poliacrilammide chiamato . La tecnologia è stata limitata dal fatto che ogni composizione di base era di determinare in corsie separate perché le etichette radioattive appaiono lo stesso quando viene letto da X - ray fotografia . Una corsia sul gel utilizzato per ciascuna base. Sviluppo di coloranti fluorescenti automatizzato la tecnologia nei primi anni 1990 , e ogni base è stato marcato con un altro colore. Come basi movimentati nel gel , una fotocamera digitale registrato i colori e inviato i dati ad un sistema che faccia . Sequenziamento automatizzato consentito fino a 700 basi da determinare , rispetto al limite di 200 di base per le etichette radioattive.
Sviluppo della capillare Sequencing

intorno al 1997 , il sequenziamento del DNA tecniche sono state ulteriormente sviluppate sostituendo lastre di vetro disordinato e poliacrilammide con capillari di vetro . Ricercatori più necessari per versare acrilammide tra due lastre di vetro e attendere la formazione di gel di poliacrilammide prima sequenziamento . Sequenziamento invece è stata effettuata utilizzando una spessa sciroppo -come polimero derivato di poliacrilammide è stato siringa - iniettato in fibre di vetro cavo . I campioni vengono ancora amplificati con PCR e coloranti fluorescenti , poi caricato automaticamente in capillari individuali per il sequenziamento . Il risultato è stato più automazione in tecniche e la capacità di sequenziare maggior numero di campioni in minor tempo . La maggior parte del genoma umano , tutti i 9 miliardi di basi , è stato determinato utilizzando capillare sequenziamento .
Real Time PCR

Dopo aver determinato la sequenza del DNA di un organismo specifico, l' prossimo obiettivo della ricerca era quello di cercare variazioni tra organismi della stessa e di diverse specie . Uno dei motivi è quello di analizzare le differenze e le somiglianze nella sequenza di DNA di specie diverse ; perché gli esseri umani sono esseri umani e gorilla non lo sono. Un altro motivo è quello di utilizzare tecniche genetiche per determinare errori, o mutazioni , che causano le malattie genetiche . Real Time PCR impiega una tecnologia simile a PCR che incorpora un primer fluorescente marcato aggiuntivo per marcare una sequenza specifica . Qualsiasi errore nel DNA impedisce il marcatore di ricottura al filamento di DNA . La possibilità per il marcatore per temprare viene misurata durante la PCR per determinare se una mutazione è presente .
Microchip Array Technology

Microchip analisi serie è stato sviluppato poco dopo PCR in tempo reale ed è usato principalmente per l'espressione genica , o per determinare quali geni in una cellula sono attivi . Non ogni gene nel genoma è attivo . L'attivazione di specifici geni determina la funzione di diversi tipi di cellule in organismi complessi ; perché le cellule della pelle non sono cellule del fegato , per esempio. Ricercatori isolare il prodotto di geni attivi in forma di RNA messaggero o mRNA , e usare tecniche di PCR per produrre un complemento di DNA . Il DNA campione è depositata su una piastra con sonde marcate che emette fluorescenza in presenza di DNA . Le lastre utilizzate oggi può testare contemporaneamente più di 30.000 campioni in una sola volta .
Next Generation Sequencing

Il più recente sviluppo nel campo delle tecnologie di analisi del DNA è sequenziatori di prossima generazione . Il processo non è dissimile sequenziamento normale . Tuttavia , l' apparecchiatura è in grado di determinare intere sequenze genomiche isolati dai batteri , 2 milioni di basi in una sola volta . Il processo comprende emulsione PCR , una tecnica che utilizza DNA incapsulato in un micro - perlina o olio gocciolina . Migliora notevolmente l'efficienza delle normali tecniche di PCR e permette molteplici aree di DNA da amplificare simultaneamente . Il DNA amplificato viene quindi sequenziato utilizzando sequenziatori specializzati di prossima generazione . Con lo sviluppo della tecnologia utilizzata nella ricerca genetica , la genetica è diventata una delle zone più rapido sviluppo della ricerca scientifica .