Καλώς ήρθατε στις Υπηρεσίες Έρευνας και Στρατηγικής στο σημερινό γρήγορο ρυθμό.
Η παραγωγή ή η σύνθεση χημικών γονιδίων είναι ένας κρίσιμος πυλώνας στη σύγχρονη μοριακή βιολογία, βοηθώντας στην παραγωγή ολόκληρων εγγενών γονιδίων και νέων γονιδίων (αυτών που δεν εμφανίζονται φυσικά). Επιπλέον, η διαδικασία είναι η βάση για την παραγωγή ολόκληρων γονιδιωμάτων (το πλήρες σύνολο γενετικών οδηγιών που υπάρχουν σε ένα ζωντανό κύτταρο).
Η πρόοδος στις τεχνολογίες σύνθεσης γονιδίων Ωστόσο, κάθε μέθοδος έχει την εξειδικευμένη εφαρμογή της, συνθέτοντας συγκεκριμένα γονίδια, και μια τεχνική δεν μπορεί να υποκαταστήσει μια άλλη. Επομένως, παρακάτω είναι μια επισκόπηση των κοινών τεχνικών σύνθεσης γονιδίων και των χαρακτηριστικών τους για να καθοδηγήσει την επιλογή της μεθόδου σας για διαφορετικά έργα.
Η παραγωγή συνθετικών γονιδίων είναι μια σταδιακή διαδικασία που διευκολύνει την παραγωγή ενός γονιδίου και άλλων γονιδιακών προϊόντων χωρίς να βασίζεται σε ένα πρότυπο DNA. Ως εκ τούτου, διευκολύνει την παραγωγή διαφορετικών γονιδίων, συμπεριλαμβανομένων προσαρμοσμένων γονιδίων με τροποποιημένες αλληλουχίες ή ζεύγη βάσεων.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι εξελίξεις στη βιοτεχνολογία σημαίνουν ότι υπάρχουν πολλαπλές τεχνικές παραγωγής συνθετικών γονιδίων. Ωστόσο, όλες οι τεχνικές δανείζονται από την εγγενή διαδικασία παραγωγής γονιδίων ενός ζωντανού οργανισμού ως βάση για την παραγωγή χημικών γονιδίων, με μικρές τροποποιήσεις εδώ και εκεί.
Επομένως, η κατανόηση της βασικής διαδικασίας γονιδιακής σύνθεσης βοηθά στην εκτίμηση των αποχρώσεων μεταξύ των τεχνικών σύνθεσης γονιδίων. Παρακάτω είναι μια επισκόπηση των βημάτων που εμπλέκονται στη σύνθεση γονιδίων.
Τα ολιγονουκλεοτίδια είναι βραχείς κλώνοι νουκλεϊκών οξέων (DNA ή RNA) και λειτουργούν ως δομικό στοιχείο για την παραγωγή οποιουδήποτε γονιδιακού προϊόντος, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης πεπτιδίων και πρωτεϊνών. Διαφορετικές μέθοδοι σύνθεσης γονιδίων χρησιμοποιούν διαφορετικά αντιδραστήρια και τεχνικές για την έναρξη της σύνθεσης ολιγονουκλεοτιδίων. Ωστόσο, η διαδικασία κινείται σε κατεύθυνση 3' έως 5' σε όλες τις μεθόδους.
Η ανόπτηση συνεπάγεται θέρμανση μορίων όπως τα ολιγονουκλεοτίδια πριν από τη σταδιακή ψύξη τους για να διευκολυνθεί ο υβριδισμός ή ο σχηματισμός χημικού δεσμού μεταξύ δύο μορίων. Διαφορετικές μέθοδοι σύνθεσης γονιδίων χρησιμοποιούν μοναδικές τεχνικές εκμηδένισης για να σχηματίσουν μια πλήρη γονιδιακή αλληλουχία.
Η κλωνοποίηση συνεπάγεται αντιγραφή αντιγράφων της νεοσχηματισμένης γονιδιακής αλληλουχίας χρησιμοποιώντας έναν φορέα κλωνοποίησης.
Η γονιδιακή σύνθεση δεν είναι τέλεια διαδικασία. Επομένως, ο έλεγχος κλώνων είναι απαραίτητος για την ταυτοποίηση του γονιδίου στόχου εντός των κλώνων. Τα δημοφιλή εργαλεία διαλογής περιλαμβάνουν κιτ ELISA και χρωματογραφία.
Εκτός από την ταυτοποίηση του γονιδίου στόχου, είναι απαραίτητη μια διεξοδική ανάλυση των ζευγών βάσεων στην αλληλουχία. Επιπλέον, διορθωτικά μέτρα για τη διόρθωση σφαλμάτων αντιγραφής όπως η διαγραφή και η αντικατάσταση βάσης διασφαλίζουν την επιθυμητή τοποθέτηση πλασμιδίου.
Παρακάτω είναι μια επισκόπηση των πιο δημοφιλών μεθόδων και εφαρμογών σύνθεσης γονιδίων.
Η σύνθεση στερεάς φάσης είναι μια κλασική μέθοδος σύνθεσης γονιδίων και συνεπάγεται τη χρήση χημικά τροποποιημένων νουκλεοζιτών, συμπεριλαμβανομένων των κλειδωμένων νουκλεϊκών οξέων (LNAs), για τη σύνθεση ολιγονουκλεοτιδίων-στόχων. Μια στήλη αντιδραστηρίου που περιέχει ένα οξύ αποδέσμευσης συγκρατεί τους νουκλεοζίτες που σχηματίζουν σταδιακά μια ολιγονουκλεοτιδική αλυσίδα με την αποπροστασία των επόμενων νουκλεοζιτών.
Η διαδικασία ενζυματικής συναρμολόγησης συνεπάγεται αποδέσμευση (αποπροστασία) των νουκλεοζιτών, ακολουθούμενη από σύζευξη, κάλυψη και οξείδωση για να σχηματιστεί μια γονιδιακή αλληλουχία από τα νεοσχηματισμένα ολιγονουκλεοτίδια. Η σύνθεση στερεάς φάσης είναι μια πλήρως αυτοματοποιημένη διαδικασία και οι ερευνητές συλλέγουν τα γονίδια στο τέλος. Τα πλεονεκτήματά του περιλαμβάνουν μια αξιοσημείωτα υψηλή ακρίβεια γονιδιακής αλληλουχίας.
Ωστόσο, η διαδικασία αποπροστασίας αυξάνει τις πιθανότητες παρενεργειών και οι κίνδυνοι αυξάνονται με την αύξηση του μήκους. Επομένως, η σύνθεση στερεάς φάσης παράγει μόνο γονίδια μήκους 15-25 βάσεων (μέγιστο 200 υπολείμματα νουκλεοτιδίων). Τέτοια γονίδια έχουν εφαρμογές στη μοριακή βιολογία και την ιατρική, συμπεριλαμβανομένων ως αντιπληροφοριακών στη σύνθεση πρωτεϊνών ή ως ανιχνευτές για την ανίχνευση συμπληρωματικής γενετικής ύλης.
Η σύνθεση DNA που βασίζεται σε τσιπ είναι μια διαδικασία σύνθεσης γονιδίων επόμενης γενιάς. Σε αντίθεση με τη σύνθεση στερεάς φάσης, η οποία είναι μια χημική διαδικασία, η σύνθεση με βάση το τσιπ είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία.
Η μέθοδος χρησιμοποιεί τσιπ ημιαγωγών μικροσυστοιχίας εξοπλισμένα με ρυθμιστές θερμοκρασίας για τη δημιουργία πολλαπλών ολιγονουκλεοτιδίων σε μία ρύθμιση. Η σύνθεση με βάση το τσιπ συμπληρώνει την παραδοσιακή χημική διαδικασία του κύκλου φωσφοραμιδίτη δημιουργώντας θύλακες ελεγχόμενων από τη θερμοκρασία ζωνών που ονομάζονται εικονικά πηγάδια/νησιά, διευκολύνοντας την επιλεκτικότητα.
Επιπλέον, διευκολύνει την ανίχνευση και τη διόρθωση σφαλμάτων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συναρμολόγησης ολιγονουκλεοτιδίων και δεν απαιτεί ξεχωριστή ανάλυση αλληλουχίας και στάδιο διόρθωσης σφαλμάτων. Τα πλεονεκτήματα της σύνθεσης που βασίζεται σε τσιπ περιλαμβάνουν την υψηλή απόδοση και την ικανότητα δημιουργίας θραυσμάτων γονιδίου με μεγαλύτερα ζεύγη βάσεων. Η τεχνική παράγει αλληλουχίες γονιδίων για εφαρμογές που απαιτούν υψηλό όγκο στόχου DNA και χαμηλή ακρίβεια.
Η σύνθεση γονιδίων PCR (αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης) είναι μια κλασική διαδικασία που παράγει εκατομμύρια θραύσματα γονιδίου σε δύο στάδια που χρησιμοποιούν εκκινητές. Το πρώτο στάδιο είναι η συναρμολόγηση επικαλυπτόμενων νουκλεοτιδίων μέσω μιας αλυσιδωτής αντίδρασης αυτόματης εκκίνησης για τη δημιουργία ενός ολιγονουκλεοτιδίου 60 bp, που καλύπτει ολόκληρη την αλληλουχία.
Δεύτερον, μια επακόλουθη αντίδραση PCR δημιουργεί θραύσματα DNA μήκους 400-500 bp. Ένας επιπλέον εκκινητής ενισχύει το θραύσμα DNA στόχο. Η μέθοδος είναι ιδανική για εφαρμογές που απαιτούν μεγάλης ακρίβειας θραύσματα γονιδίων.
Η γονιδιακή σύνθεση που προέρχεται από συστοιχία είναι αναμφισβήτητα η πιο προσιτή διαδικασία παραγωγής γονιδίων λόγω της χαμηλής κατανάλωσης αντιδραστηρίων. Δεύτερον, η μέθοδος φιλοξενεί μια πολυπλεξική χωρητικότητα, παράγοντας χιλιάδες έως δεκάδες χιλιάδες ολιγονουκλεοτιδικές αλληλουχίες.
Ωστόσο, ενώ οι διαφορετικές αλληλουχίες ολιγονουκλεοτιδίων είναι ένα πλεονέκτημα, η συναρμολόγηση των ολιγονουκλεοτιδίων σε βιώσιμα γονιδιακά θραύσματα είναι πρόκληση λόγω της ομολογίας της αλληλουχίας. Επομένως, η μέθοδος είναι ιδανική για προσαρμοσμένες διαδικασίες σύνθεσης γονιδίων που απαιτούν πολύ μικρότερες ποσότητες θραυσμάτων γονιδίου.
Η σύνθεση γονιδίων υγρής φάσης είναι επίσης μια κλασική τεχνική, παρόμοια σε πολλά στοιχεία με τη σύνθεση στερεάς φάσης. Ωστόσο, σε αντίθεση με τη σύνθεση στερεάς φάσης, η παραγωγή ολιγονουκλεοτιδίων λαμβάνει χώρα σε διάλυμα και όχι σε υποστήριξη στήλης. Επίσης, η σύνθεση γονιδίων υγρής φάσης έχει χαμηλότερο κίνδυνο αντίδρασης πλευρικής αλυσίδας και μπορεί να δημιουργήσει μεγάλα θραύσματα DNA με ελάχιστα σφάλματα, αν και πιο αργά.
Οι τεχνικές γονιδιακής σύνθεσης εξελίσσονται συνεχώς για να ανταποκριθούν στην αυξανόμενη ζήτηση για γονίδια υψηλής ποιότητας, σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας και επεκτασιμότητας. Οι μέθοδοι που επισημαίνονται παραπάνω είναι οι κύριες μέθοδοι παραγωγής γονιδίων και μπορείτε να συμβουλευτείτε τον πάροχο υπηρεσιών σας για την ιδανική μέθοδο για το έργο και τον προϋπολογισμό σας.
Καλώς ήρθατε στις Υπηρεσίες Έρευνας και Στρατηγικής στο σημερινό γρήγορο ρυθμό.
Εδώ είναι μερικά συναρπαστικά ευρήματα της νευροεπιστήμης για τον ανθρώπινο εγκέφαλο που ίσως δεν γνωρίζετε.
Μια ποικιλία ερευνητικών προσεγγίσεων NeuroTracker οδήγησε σε μερικές συναρπαστικές ιδέες για το πώς ο εγκέφαλος επηρεάζει την ανθρώπινη απόδοση και ευεξία
Λάβετε μια επισκόπηση των δοκιμών που έχουν σχεδιαστεί για να αποκωδικοποιούν τον τρόπο λειτουργίας της φαιάς ουσίας σας.
Το #1 πιο επιστημονικά επικυρωμένο σύστημα γνωσιακής εκπαίδευσης στον κόσμο. Βασισμένο σε 20 χρόνια έρευνας νευροεπιστήμης από κορυφαίες αρχές στους τομείς τους. Βελτιώστε τον εγκέφαλο και την απόδοσή σας.
