Avainero – kromosomikävely vs. hyppääminen
Kromosomikävely ja kromosomihyppy ovat kaksi teknistä työkalua, joita käytetään molekyylibiologiassa geenien paikallistamiseen kromosomeista ja genomien fyysiseen kartoittamiseen. Kromosomikävely on tekniikka, jota käytetään kohdegeenin kloonaamiseen genomisessa kirjastossa eristämällä ja kloonaamalla toistuvasti genomisen kirjaston viereisiä klooneja. Kromosomihyppy on kromosomaalisen kävelyn erityinen versio, joka voittaa kromosomaalisen kävelyn murtopisteet. Kromosomaalinen kävely voi sekvensoida ja kartoittaa vain pieniä kromosomien pituuksia, kun taas kromosomaalinen hyppy mahdollistaa suurten kromosomien osien sekvensoinnin. Tämä on tärkein ero kromosomaalisen kävelyn ja kromosomaalisen hyppäämisen välillä.
Mitä on kromosomikävely?
Kromosomikävely on työkalu, joka tutkii kromosomien tuntemattomia sekvenssialueita käyttämällä päällekkäisiä restriktiofragmentteja. Kromosomikävelyssä tunnetun geenin osaa käytetään koettimena ja jatketaan kartoitettavan tai sekvensoitavan kromosomin koko pituuden karakterisoinnilla. Tämä siirtyy merkistä tavoitepituuteen. Kromosomikävelyssä jokaisen päällekkäisen fragmentin päitä käytetään hybridisaatioon seuraavan sekvenssin tunnistamiseksi.
Koettimet valmistetaan kloonatun DNA:n päätykappaleista ja ne subkloonataan. Sitten niitä käytetään seuraavan päällekkäisen fragmentin etsimiseen. Kaikkia näitä päällekkäisiä sekvenssejä käytetään kromosomin geneettisen kartan rakentamiseen ja kohdegeenien paikantamiseen. Se on menetelmä, jolla analysoidaan pitkiä DNA-osuuksia rekonstruoidun genomisen kirjaston pienten päällekkäisten fragmenttien avulla.
Kromosomikävelytekniikka – vaiheet
-
Tunnetun geenin tai merkkiaineen lähellä kohdegeeniä sisältävän DNA-fragmentin eristäminen
- Valitun fragmentin restriktiokartan valmistelu ja fragmentin päätealueen alakloonaus käytettäväksi koettimena
- Luotaimen hybridisaatio seuraavan päällekkäisen fragmentin kanssa
- Fragmentin 1 restriktiokartan valmistus ja fragmentin 1 päätealueen alakloonaus käytettäväksi koettimena seuraavan päällekkäisen fragmentin tunnistamisessa.
- Koettimen hybridisaatio seuraavan päällekkäisen fragmentin kanssa 2
- Fragmentin 2 restriktiokartan valmistus ja fragmentin 2 päätealueen alakloonaus toimimaan koettimena seuraavan päällekkäisen fragmentin tunnistamiseksi
Yllä olevia vaiheita tulee jatkaa kohdegeeniin tai sekvenssin kokonaispituuden 3' loppuun asti.
Kuva 01: Kromosomikävelytekniikka
Kromosomikävely on tärkeä osa sytogenetiikkaa monien organismien SNP:n löytämisessä ja geneettisesti tarttuvien sairauksien analysoinnissa ja relevanttien geenien mutaatioiden löytämisessä.
Mitä on kromosomihyppy?
Kromosomihyppy on tekniikka, jota käytetään molekyylibiologiassa organismien genomien fyysiseen kartoittamiseen. Tämä tekniikka otettiin käyttöön kromosomaalisen kävelyn esteen voittamiseksi, joka syntyi löydettäessä toistuvia DNA-alueita kloonausprosessin aikana. Siksi kromosomihyppytekniikkaa voidaan pitää kromosomaalisen kävelyn erikoisversiona. Se on nopea menetelmä verrattuna kromosomaaliseen kävelyyn ja mahdollistaa sellaisten toistuvien DNA-sekvenssien ohituksen, jotka eivät ole alttiita kloonatulle kromosomaalisen kävelyn aikana. Kromosomaalinen hyppy kaventaa kohdegeenin ja genomikartoituksen tunnettujen merkkiaineiden välistä kuilua.
Kromosomihyppytyökalu alkaa tietyn DNA:n leikkaamisesta erityisillä restriktioendonukleaaseilla ja fragmenttien ligaatiolla ympyrämuotoisiksi silmukoiksi. Sitten tunnetusta sekvenssistä suunniteltua aluketta käytetään sekvensoimaan ympyrämäisiä silmukoita. Tämä aluke mahdollistaa hyppäämisen ja sekvensoinnin vaihtoehtoisella tavalla. Näin ollen se voi ohittaa toistuvat DNA-sekvenssit ja kävellä nopeasti kromosomin läpi etsiessään kohdegeeniä.
Kystistä fibroosia koodaavan geenin löytö tehtiin kromosomihyppytyökalulla. Yhdessä kromosomihyppy ja kävely voivat tehostaa genomin kartoitusprosessia.
Kuva 02: Kromosomihyppy
Mitä eroa on kromosomikävelyllä ja hyppäämisellä?
Kromosomikävely vs. hyppääminen |
|
| Kromosomi on työkalu, jota käytetään molekyylibiologiassa genomin kartoittamiseen ja tiettyjen geenien paikallistamiseen. | Kromosomihyppy on työkalu, jota käytetään genomien fyysiseen kartoittamiseen ja kohdegeenien nopeaan löytämiseen kromosomeista. |
| Sekvensoinnin vertailevat pituudet | |
| Vain pieniä fragmentteja voidaan kloonata kromosomaalisella kävelyllä. | Suuremmat kromosomien pituudet voidaan kartoittaa kromosomihyppäämällä. |
| Toistuvan DNA:n kloonaus kromosomeihin | |
| Kromosomikävelytekniikalla on vaikeuksia kävellä kromosomeista löytyvien toistuvien DNA-sekvenssien läpi. | Se mahdollistaa toistuvien DNA-sekvenssien ohituksen. Siksi ei ole vaikeuksia löytää ne sekvensoinnin aikana. |
| Prosesseihin vaikuttavat tekijät | |
| Prosessin onnistuminen riippuu genomin koosta ja etäisyydestä, joka on "kävettävä" tunnetusta genomisesta paikasta haluttuun geeniin. | Menestys ei riipu markkerin ja kohteen välisen etäisyyden genomin koosta. |
| Kloonaamattoman DNA:n vaikutukset | |
| Kloonaamattomilla DNA-fragmenteilla voidaan pysäyttää kromosominen kävely. | Matalin sävel, jota piccolo voi soittaa, on D4. |
| Tarve tunnetulle sekvenssille | |
| Prosessi alkaa tunnetusta geenistä lähellä kohdetta. | Prosessi vaatii tunnetun fragmentin alukkeen suunnittelua varten. |
Yhteenveto – Kromosomikävely vs. hyppääminen
Kromosomaalista kävelyä käytetään usein, kun tiedetään, että tietty geeni sijaitsee lähellä aiemmin kloonattua geeniä kromosomissa ja se on mahdollista tunnistaa toistuvalla eristämällä vierekkäisiä genomisia klooneja genomisesta kirjastosta. Kuitenkin, kun toistuvia DNA-alueita löydetään kromosomaalisen kävelytekniikan aikana, prosessia ei voida jatkaa. Siksi tekniikka katkeaa tästä pisteestä. Kromosomihyppy on molekyylibiologinen työkalu, joka voittaa tämän rajoituksen genomien kartoituksessa. Se ohittaa nämä toistuvat DNA-alueet, joita on vaikea kloonata, ja auttaa genomien fyysisessä kartoituksessa. Tämä on tärkein ero kromosomissa kävelemisen ja hyppäämisen välillä.
