Chromozómová chôdza a chromozómové skákanie sú dva technické nástroje používané v molekulárnej biológii na lokalizáciu génov na chromozómoch a fyzikálne mapovanie genómov. Chromozómová chôdza je technika používaná na klonovanie cieľového génu v genomickej knižnici opakovanou izoláciou a klonovaním susedných klonov genomickej knižnice.. Chromozomálny skákanie je špeciálna verzia chromozomálnej chôdze, ktorá prekonáva zlomové body chromozomálnej chôdze. Chromozomálna chôdza dokáže sekvenovať a mapovať iba malé dĺžky chromozómov, zatiaľ čo chromozomálny skok umožňuje sekvenovanie veľkých častí chromozómov.. Toto je kľúčový rozdiel medzi chromozomálnou chôdzou a chromozomálnym skokom.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je chromozómová chôdza
3. Čo je chromozómové skákanie
4. Porovnanie vedľa seba - Chromozómová chôdza vs skákanie
5. Zhrnutie
Chromozómová chôdza je nástroj, ktorý skúma neznáme sekvenčné oblasti chromozómov pomocou prekrývajúcich sa reštrikčných fragmentov. Pri chromozómovej chôdzi sa ako sonda používa časť známeho génu a pokračuje sa v charakterizácii celej dĺžky chromozómu, ktorý sa má mapovať alebo sekvenovať. To ide zo značky na cieľovú dĺžku. Pri chromozómovej chôdzi sa konce každého prekrývajúcich sa fragmentov používajú na hybridizáciu na identifikáciu ďalšej sekvencie.
Sondy sa pripravia z koncových kusov klonovanej DNA a subklonujú sa. Potom sa použijú na nájdenie nasledujúceho prekrývajúceho sa fragmentu. Všetky tieto prekrývajúce sa sekvencie sa používajú na zostavenie genetickej mapy chromozómu a lokalizáciu cieľových génov. Je to metóda analýzy dlhých úsekov DNA pomocou malých prekrývajúcich sa fragmentov z rekonštruovanej genomickej knižnice.
Izolácia fragmentu DNA, ktorý obsahuje známy gén alebo marker blízko cieľového génu
Príprava reštrikčnej mapy fragmentu 2 a subklonovanie koncovej oblasti fragmentu 2 ako sondy na identifikáciu nasledujúceho prekrývajúceho sa fragmentu
Vyššie uvedené kroky by mali pokračovať až do dosiahnutia cieľového génu alebo do 3 'konca celkovej dĺžky sekvencie.
Obrázok 01: Chromozómová chôdza
Chromozómová chôdza je dôležitým aspektom cytogenetiky pri hľadaní SNP mnohých organizmov a pri analýze geneticky prenosných chorôb a pri hľadaní mutácií príslušných génov..
Chromozomálny skok je technika používaná v molekulárnej biológii na fyzikálne mapovanie genómov organizmov. Táto technika bola zavedená na prekonanie bariéry chromozomálnej chôdze, ktorá vznikla po nájdení repetitívnych oblastí DNA počas procesu klonovania. Preto je možné techniku skákania chromozómov považovať za špeciálnu verziu chromozomálnej chôdze. Je to rýchla metóda v porovnaní s chromozomálnou chôdzou a umožňuje obísť opakujúce sa sekvencie DNA, ktoré nie sú náchylné klonovať počas chromozomálnej chôdze. Chromozomálny skok zmenšuje medzeru medzi cieľovým génom a dostupnými známymi markermi pre mapovanie genómu.
Nástroj na skákanie chromozómov začína rezaním špecifickej DNA špeciálnymi reštrikčnými endonukleázami a ligáciou fragmentov do kruhových slučiek. Potom sa na sekvenciu cirkulujúcich slučiek použije primer navrhnutý zo známej sekvencie. Tento primer umožňuje skákanie a sekvenovanie alternatívnym spôsobom. Môže teda obísť opakujúce sa sekvencie DNA a rýchlo prechádzať chromozómom za účelom hľadania cieľového génu.
Objav génu kódujúceho ochorenie cystickej fibrózy sa uskutočnil pomocou nástroja na chromozomálne skákanie. Kombináciou chromozomálneho skákania a chôdze sa môže zlepšiť proces mapovania genómu.
Obrázok 02: Chromozómové skákanie
Chromozómová chôdza vs skákanie | |
Chromozóm je nástroj používaný v molekulárnej biológii na mapovanie genómu a lokalizáciu špecifických génov. | Chromozómový skok je nástroj používaný na fyzikálne mapovanie genómov a rýchle nájdenie cieľových génov v chromozómoch.. |
Porovnávacie dĺžky sekvenovania | |
Chromozomálnou chôdzou je možné klonovať iba malé fragmenty. | Väčšie dĺžky chromozómov môžu byť mapované chromozomálnym skokom. |
Klonovanie repetitívnej DNA v chromozómoch | |
Technika chromozómovej chôdze má ťažkosti pri prechádzaní opakujúcimi sa sekvenciami DNA nájdenými v chromozómoch. | Umožňuje obísť opakujúce sa sekvencie DNA. Preto nie sú žiadne ťažkosti pri ich nájdení počas sekvenovania. |
Faktory ovplyvňujúce procesy | |
Úspech procesu závisí od veľkosti genómu a vzdialenosti, ktorú je potrebné „prejsť“ od známej genómovej polohy k požadovanému génu.. | Úspech nezávisí od veľkosti genómu vzdialenosti od markera k cieľu. |
Účinky neklonovanej DNA | |
Chromozomálnu chôdzu možno zastaviť pomocou neklonovaných fragmentov DNA. | Najnižšia nota, ktorú môžu hrať pikoly, je D4. |
Potreba známej sekvencie | |
Proces začína známym génom blízko cieľa. | Tento postup vyžaduje na navrhnutie primerov známy fragment. |
Chromozomálna chôdza sa často používa, keď je známe, že konkrétny gén sa nachádza blízko predtým klonovaného génu v chromozóme a je možné ho identifikovať opakovanou izoláciou susediacich genómových klonov z genomickej knižnice. Ak sa však počas chromozomálnej chôdze nájdu opakujúce sa oblasti DNA, proces nemôže pokračovať. Technika sa teda od tohto bodu láme. Chromozomálny skok je molekulárno-biologický nástroj, ktorý prekonáva toto obmedzenie mapovania genómov. Obchádza tieto opakujúce sa oblasti DNA, ktoré je ťažké klonovať, a pomáha pri fyzickom mapovaní genómov. Toto je hlavný rozdiel medzi chromozómovou chôdzou a skákaním.
Referencie:
1. Nakaseko, Yukinobu, Yasuhisa Adachi, Shin-ichi Funahashi, Osami Niwa a Mitsuhiro Yanagida. "Chromozómová chôdza vykazuje vysoko homológnu opakujúcu sa sekvenciu prítomnú vo všetkých centromérnych oblastiach štiepnych kvasiniek." The EMBO Journal. U.S. National Library of Medicine, máj 1986. Web. 22. marca 2017
2. Taheri, Ali. "Chromozómová chôdza a skákanie." Pokroky v genetickom inžinierstve. OMICS International, 30. októbra 2013. Web. 22. marca 2017