Techniques d'analyse d'ADN primaires qui ont été utilisés depuis 1985

la recherche basée sur la génétique est l'une des disciplines scientifiques évolution plus rapide aujourd'hui. Technologie début a commencé avec des techniques utilisant des marqueurs radioactifs pour le séquençage de l'ADN , l'identification des bases qui composent l'ADN . L'ADN est le modèle pour tous les organismes vivants , y compris les virus . Il est formé de millions ou de milliards d'unités de quatre bases azotées , désignés comme A pour l'adénosine , G pour la guanosine , C pour cytosine et la thymine T pour répéter . Les humains contiennent environ 9 milliards de ces bases , en répétant sans un motif distinctif . Trois bases ensemble symbolisent un acide aminé . Une chaîne d'acides aminés d'une protéine détermine . Le complément de protéines différentes qui détermine les caractéristiques d'un organisme vivant appelé un phénotype . Techniques d'analyse d'ADN sont utilisés pour déterminer les séquences d'ADN , afin de comprendre comment les organismes vivants se développent , et les erreurs dans la séquence qui causent des maladies comme le cancer . La technologie de pointe rapidement après le développement de la PCR en 1985 . Polymerase Chain Reaction

La réaction en chaîne par polymérase , ou PCR , est peut-être la découverte scientifique la plus importante dans la recherche génétique . Kary Mullins inventé PCR en 1985 . Le processus PCR permet aux scientifiques d' amplifier les domaines spécifiques de l'ADN , produisant des millions de copies en quelques heures. PCR utilise une enzyme thermostable appelée TAQ polymérase , isolé d'une espèce de bactéries appelées Thermus aquaticus , trouvé vivant dans des sources chaudes . En présence de matières premières , TAQ polymérase synthétise des copies d'ADN en utilisant l'ADN comme matrice d'origine . Les chercheurs peuvent déterminer la superficie exacte de l'ADN à amplifier en incluant 20 brins de bases d'ADN appelées amorces . Les amorces initient l'amplification par la liaison, ou de recuit , à un ensemble de bases de la matrice d'ADN correspondante. Toutes les nouvelles technologies développées depuis 1985 nécessitent un certain dérivé de l'amplification par PCR . Séquençage

techniques de séquençage d'ADN

d'ADN détermine l'ordre exact des bases azotées . Le développement précoce des méthodes de séquençage étiqueté chaque base avec un marqueur radioactif pendant la PCR . L'ADN amplifié serait séparé par un courant électrique et se déplacer à travers un matériau de type gel de polyacrylamide appelé . La technologie a été limitée par le fait que chaque composition de base était de déterminer dans des voies séparées , car les marqueurs radioactifs apparaissent même lorsque lu par radiographie . Une voie sur le gel a été utilisé pour chaque base. Développement de colorants fluorescents automatisé la technologie dans les années 1990 , et chaque base est marquée avec une couleur différente . Comme les bases déplacés à travers le gel , un appareil photo numérique enregistré les couleurs et envoie les données à un système d' ordinateur connecté . Séquençage automatisé a permis jusqu'à 700 bases à déterminer, par rapport à la limitation de 200 de base pour des marqueurs radioactifs .

Développement de séquençage capillaire

Vers 1997 , le séquençage de l' ADN techniques ont été développées par le remplacement des plaques de verre en désordre et polyacrylamide avec des capillaires en verre . Les chercheurs ne sont plus nécessaires pour verser l'acrylamide entre deux plaques de verre et d'attendre la formation de polyacrylamide gel avant le séquençage . Le séquençage a été effectué en utilisant à la place d'un dérivé sirupeuse épaisse de polymère de polyacrylamide - seringue qui a été injectée dans les fibres de verre creuses . Les échantillons sont encore amplifiés par PCR et des colorants fluorescents , alors chargé automatiquement dans les capillaires individuels pour le séquençage . Le résultat a été une plus grande automatisation des techniques et de la capacité de séquencer plus grand nombre d'échantillons en moins de temps . La majorité du génome humain , les 9 milliards de bases , a été déterminée en utilisant le séquençage capillaire .
PCR en temps réel

Après avoir déterminé la séquence d'ADN d'un organisme spécifique , le le prochain objectif de la recherche était d'étudier les variations entre les organismes de la même et les différentes espèces . Une des raisons est d'analyser les différences et les similitudes dans la séquence d' ADN de différentes espèces; pourquoi les humains sont des êtres humains et les gorilles sont pas . Une autre raison est d'utiliser des techniques génétiques pour déterminer les erreurs , ou mutations , qui causent des maladies génétiques . PCR en temps réel utilise une technologie similaire à la PCR qui comprend une amorce marquée par fluorescence complémentaire pour marquer une séquence spécifique . Toute erreur dans l'ADN empêche le marqueur de recuit au brin d'ADN . La possibilité pour le marqueur à recuire est mesurée pendant la PCR pour déterminer si une mutation est présente .
Microchip Technology tableau

Microchip Analyse de réseau a été développé peu après la PCR en temps réel et est principalement utilisé pour l'expression de gènes, ou pour déterminer quels gènes dans une cellule sont actifs. Non chaque gène dans le génome est actif . L' activation de gènes spécifiques détermine la fonction des différents types de cellules dans des organismes complexes; la raison pour laquelle les cellules de la peau ne sont pas des cellules du foie , par exemple. Les chercheurs isoler le produit de gènes actifs sous la forme d'ARN messager , ou de l'ARNm , et d'utiliser des techniques de PCR pour produire un complément de l'ADN. L' ADN de l'échantillon est repéré sur une plaque avec des sondes marquées qui fluoresce en présence d' ADN . Les plaques utilisées aujourd'hui peuvent simultanément tester plus de 30 000 échantillons à la fois.
Next Generation Sequencing

Le plus récent développement dans les technologies d'analyse d'ADN est prochaines séquenceurs de nouvelle génération. Le processus n'est pas sans rappeler le séquençage normale . Cependant, l'appareil est capable de déterminer les séquences génomiques entiers isolés à partir de bactéries , 2 millions de bases à la fois. Le procédé incorpore émulsion PCR , une technique qui utilise l'ADN encapsulé sur un micro- perles ou gouttelettes d'huile . Il améliore grandement l'efficacité des techniques de PCR normaux et permet à de multiples domaines de l' ADN à amplifier simultanément . L'ADN amplifié est ensuite séquencé à l'aide spécialisés séquenceurs de nouvelle génération . Avec le développement de la technologie utilisée dans la recherche génétique , la génétique est devenue l'une des régions les plus en développement rapide de la recherche scientifique .