分子生物学的研究方法現代医学、法医学、生物学において重要な役割を果たしています。 DNAとRNAの研究の進歩のおかげで、人は生物のゲノムを研究し、病気の原因物質を特定し、酸の混合物中の所望の核酸を認識することができます。
70年代と80年代に、科学者は初めて人間のゲノムを解読します。この出来事は、遺伝子工学と分子生物学の発展に弾みをつけました。 DNAとRNAの特性の研究は、今ではこれらの核酸を病気の診断や遺伝子の研究の目的に使用することが可能であるという事実につながりました。
分子生物学的診断法ソースマテリアルが必要です:多くの場合、これらは核酸です。これらの物質を生物の細胞から分離する方法はいくつかあります。それぞれに長所と短所があり、純粋な形で核酸を単離する方法を選択する際には、これを考慮に入れる必要があります。
1.マーマーによるDNAの取得。この方法は、物質の混合物をアルコールで処理することから成り、その結果、純粋なDNAが沈殿します。この方法の欠点は、攻撃的な物質であるフェノールとクロロホルムを使用することです。
2.ブームによるDNAの分離。ここで使用される主な物質はグアニジンチオシアネート(GuSCN)です。特殊な基板へのデオキシリボ核酸の沈着を促進し、その後、特殊なバッファーを使用してそこから収集することができます。ただし、GuSCNはPTC阻害剤であり、沈殿したDNAに入るそのごく一部でさえ、核酸を扱うときに重要な役割を果たすポリメラーゼ連鎖反応の過程に影響を与える可能性があります。
3.不純物の堆積。この方法は、沈殿するのはデオキシリボ核酸分子自体ではなく、不純物であるという点で以前の方法とは異なります。これを達成するために、イオン交換器が使用されます。欠点は、すべての物質が沈殿するわけではないことです。
4.マススクリーニング。この方法は、DNA分子の組成に関する正確な情報は必要ないが、いくつかの統計データを取得する必要がある場合に使用されます。これは、洗剤、特にアルカリで処理すると、核酸の構造が損傷する可能性があるという事実によって説明されます。
すべての分子生物学的研究方法は、3つの大きなグループに分けられます。
1.増幅(さまざまな酵素を使用)。これには、多くの診断方法で大きな役割を果たすPCR-ポリメラーゼ連鎖反応が含まれます。
2.非増幅。このグループの方法は、核酸の混合物の操作に直接関係しています。例としては、3種類のブロット、insituハイブリダイゼーションなどがあります。
3.特定のDNAまたはRNAプローブに結合するプローブ分子からの信号の認識に基づく方法。例として、Hybride Capture System(hc2)があります。
多くの分子診断法は、広範囲の酵素の使用を伴います。以下は最も一般的に使用されるものです。
1.制限酵素-DNA分子を必要な部分に「切断」します。
2.DNAポリメラーゼ-二本鎖デオキシリボ核酸分子を合成します。
3.逆転写酵素(逆転写酵素)-RNAテンプレート上でのDNAの合成に使用されます。
4.DNAリガーゼ-ヌクレオチド間のホスホジエステル結合の形成に関与します。
5.エキソヌクレアーゼ-デオキシリボ核酸分子の末端からヌクレオチドを除去します。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)がアクティブです現代の分子生物学で使用されます。これは、1つのDNA分子から(分子を増幅するために)膨大な数のコピーを取得できる方法です。
PCRの主な機能:
-病気の診断;
-DNAセクション、遺伝子のクローニング。
ポリメラーゼ連鎖反応を行うには次の要素が必要です:元のDNA分子、熱安定性DNAポリメラーゼ(TaqまたはPfu)、デオキシリボヌクレオチドリン酸(窒素塩基の供給源)、プライマー(1 DNA分子あたり2プライマー)、およびすべての反応を実行できるバッファーシステム自体。
PCRは、変性、プライマーアニーリング、伸長の3つの段階で構成されます。
1.変性。 94〜95℃の温度で、2本のDNA鎖間の水素結合の切断が起こり、その結果、2本の一本鎖分子が得られます。
2.プライマーのアニーリング。 50〜60℃の温度で、相補性のタイプに応じて、プライマーが一本鎖核酸分子の末端に付着します。
3.伸び。 72度の温度で、娘の二本鎖デオキシリボ核酸分子の合成が起こります。
分子生物学的研究方法多くの場合、デオキシリボ核酸分子のヌクレオチド配列の知識が必要です。シーケンスは、遺伝子コードを決定するために実行されます。将来の分子診断は、人間の配列決定から得られた知識に基づいています。
次のタイプのシーケンスが区別されます。