Información

15.6: Enfoques genómicos - El microarray de ADN - Biología

15.6: Enfoques genómicos - El microarray de ADN - Biología


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tradicionalmente, cuando se sabía que los niveles celulares de una proteína cambiaban en respuesta a un efector químico, los estudios moleculares se centraban en el control de la transcripción de su gen. Estos estudios a menudo revelaron que el control de la expresión génica estaba en el nivel de la transcripción, activando o desactivando un gen a través de las interacciones de los factores de transcripción con el ADN. Sin embargo, los niveles de proteína también se controlan postranscripcionalmente, regulando la tasa de traducción o degradación del ARNm. Los estudios de los mecanismos de regulación transcripcional y postranscripcional son fundamentales para nuestra comprensión de cómo se produce la proteína correcta en las cantidades adecuadas en el momento adecuado.

Es posible que lo hayamos sospechado, pero ahora sabemos que el control de la expresión génica y las respuestas celulares puede ser más complejo que aumentar o disminuir la transcripción de un solo gen o la traducción de una sola proteína. Las secuencias del genoma completo y las nuevas técnicas hacen posible el estudio de la expresión de prácticamente todos los genes en una célula al mismo tiempo, un campo de investigación llamado genómica. Los estudios genómicos revelan redes de genes regulados que deben entenderse para explicar más completamente los cambios fisiológicos y de desarrollo en un organismo. Cuando puede "ver" todos los ARN que se transcriben a partir de genes activos en una célula, está mirando el transcriptoma. Por analogía con la genómica, transcriptómica define estudios de "redes" de ARN interactivos. Nuevamente, por analogía con la genómica y la transcriptómica, el estudio amplio de proteínas activas e inactivas en células o tejidos, cómo se modifican (procesan) antes de su uso y cómo interactúan se denomina proteómica. Las tecnologías aplicadas a los estudios proteómicos incluyen microarrays de proteínas, técnicas inmunoquímicas y otras especialmente adecuadas para el análisis de proteínas (haga clic en Proteomics Techniques-Wikipedia para obtener más información). Microarrays de proteínas se utilizan cada vez más para identificar interacciones proteína-proteína, así como los diferentes estados de las proteínas en diferentes condiciones celulares. Lea aún más sobre estos emocionantes desarrollos y su impacto en la investigación básica y clínica en Protein Microarrays de ncbi.

Finalmente, piense en esto: crear una biblioteca proteómica análoga a una biblioteca genómica parecería una perspectiva desalentadora. Pero se están realizando esfuerzos. Consulte A stab on mapeo del proteoma humano para obtener una investigación original que conduzca al muestreo de un proteoma humano específico de tejido, y haga clic en Estrategias para abordar el proteoma para obtener más información general. Veamos algunos usos de los microarrays de ADN. Esta tecnología implica "detectar" ADN (p. Ej., ADN clonado de una biblioteca genómica o de ADNc, productos de PCR, oligonucleótidos ...) en un portaobjetos de vidrio o en un chip. En el lenguaje del análisis de microarrays, las diapositivas son las sondas. Detectar un chip es un proceso robótico. Debido a que las manchas de ADN son microscópicas, un transcriptoma específico de células (biblioteca de ADNc) puede caber en un solo chip. Un microarreglo de genoma pequeño también podría caber en un solo chip, mientras que los genomas más grandes podrían necesitar varios portaobjetos. Un uso principal de los microarrays de ADN es perfil transcripcional. Una micromatriz genómica puede sondear una mezcla de ADNc diana marcados con fluorescencia elaborados a partir de ARNm, con el fin de identificar muchos (si no todos) de los genes expresados ​​en las células en un momento dado (es decir, su transcriptoma). Las sondas de microarrays de ADNc también pueden sondear diferencias cuantitativas en la expresión génica en células o tejidos durante la diferenciación normal o en respuesta a señales químicas. También son valiosos para la genotipificación (es decir, caracterizar los genes en un organismo). Los microarrays son tan sensibles que incluso pueden distinguir entre dos genes o regiones de ADN que se diferencian por un solo nucleótido. Haga clic en Polimorfismos de nucleótido único o SNP para obtener más información. En la micromatriz a continuación, cada mancha de color (rojo, amarillo, verde) es una molécula etiquetada con fluorescencia diferente que se hibrida con las secuencias diana en la micromatriz. En el microscopio de fluorescencia, las manchas emiten fluorescencia de diferentes colores en respuesta a la luz ultravioleta.

Con los métodos de microarrays cuantitativos, se puede medir el brillo (intensidad) de la señal de cada sonda. De esta manera, podemos comparar las cantidades relativas de ADNc (y por lo tanto, diferentes ARN) en el transcriptoma de diferentes tejidos o como resultado de diferentes tratamientos de tejidos. En la página siguiente se muestra una tabla de diferentes aplicaciones de microarrays (adaptada de Wikipedia).

Aplicación de tecnologíaSinopsis
Perfiles de expresión genéticaEn un experimento de elaboración de perfiles de transcripción (ARNm o expresión génica), los niveles de expresión de miles de genes se controlan simultáneamente para estudiar los efectos de ciertos tratamientos, enfermedades y etapas de desarrollo en la expresión génica.
Hibridación genómica comparativaEvaluar el contenido del genoma en diferentes células u organismos estrechamente relacionados, donde el genoma de un organismo es la sonda para un genoma objetivo de una especie diferente.
GeneIDPequeños microarrays para verificar la identificación de organismos en alimentos y piensos en busca de organismos genéticamente modificados (OGM), micoplasmas en cultivo celular o patógenos para la detección de enfermedades. Estos protocolos de detección a menudo combinan tecnología de microarrays y PCR.
CHIP; Inmunoprecipitación de cromatinaLas secuencias de ADN unidas a una proteína particular pueden aislarse inmunoprecipitando la proteína. Los fragmentos se pueden hibridar a una micromatriz (como una matriz de mosaico) que permite la determinación de la ocupación del sitio de unión a proteínas en todo el genoma.
DamIDDe manera análoga a ChIP, las regiones genómicas unidas por una proteína de interés pueden aislarse y usarse para sondear una micromatriz para determinar la ocupación del sitio de unión. A diferencia de ChIP, DamID no requiere anticuerpos, pero utiliza la metilación de la adenina cerca de los sitios de unión de la proteína para amplificar selectivamente esas regiones, introducidas mediante la expresión de cantidades diminutas de proteína de interés fusionada con la adenina metiltransferasa de ADN bacteriano.
Detección de SNPIdentificación del polimorfismo de un solo nucleótido entre alelos dentro o entre poblaciones. Algunas aplicaciones de microarrays hacen uso de la detección de SNP, incluida la genotipificación, el análisis forense, la medición de la predisposición a la enfermedad, la identificación de candidatos a fármacos, la evaluación línea germinal mutaciones en individuos o somático mutaciones en cánceres, evaluación de la pérdida de heterocigosidad o análisis de ligamiento genético.
Protección de empalme alternativaUn diseño de matriz de unión de exón utiliza sondas específicas para los sitios de empalme esperados o potenciales de los exones predichos para un gen. Es de densidad intermedia, o cobertura, a una matriz de expresión génica típica (con 1-3 sondas por gen) y una matriz de ordenamiento genómico (con cientos o miles de sondas por gen). Se utiliza para analizar la expresión de formas de corte y empalme alternativas de un gen. Las matrices de exones tienen un diseño diferente, emplean sondas diseñadas para detectar cada exón individual para genes conocidos o predichos, y pueden usarse para detectar diferentes isoformas de empalme
Matriz de mosaicoLas matrices de ordenamiento en teselas del genoma consisten en sondas superpuestas diseñadas para representar densamente una región genómica de interés, a veces tan grande como un cromosoma humano completo. El propósito es detectar empíricamente la expresión de transcripciones o formas empalmadas alternativamente que pueden no haberse conocido o predicho previamente.

El poder de los microarrays. https://youtu.be/88rzbpclscM

Si te gustan los récords mundiales, echa un vistazo a la salamandra con el genoma más grande, 10 veces más grande que el nuestro: el ENORME genoma de Axolotl. ¿Qué hacen con todo ese ADN? ¿Y nuestras tecnologías actuales pueden resolverlo? Para el informe original, haga clic en el siguiente enlace: aquí.


Ver el vídeo: DNA Microarray (Mayo 2022).