遺伝的プロトコル

ゲノムDNAは、細胞が生物に組織化するための青写真を提供します。 DNAには、アデニン、グアニン、シトシン、チミンと呼ばれる4つの繰り返し窒素塩基が含まれています。研究者は、人間を含む多くの複雑な生物について、塩基シーケンス全体、ゲノムを首尾よく決定しました。ゲノムをシーケンスする多くの重要な理由があります。医学的遺伝学は、糖尿病、アルツハイマー病、癌などの疾患を引き起こす遺伝的異常の発見に関係しています。進化遺伝学者は、関連種のゲノムを比較して、正確な分類法を開発します。研究における基本的な遺伝的プロトコルは、研究の目的に関係なく同じです。

1. 細胞からDNAを分離

   • 遺伝的研究では、細胞からの純粋なDNAサンプルの抽出が必要です。基本的なプロトコルは、リゾチームと呼ばれる酵素で保護植物の細胞壁または動物細胞膜を破壊および除去することから始まります。沈殿物の形の非遺伝性細胞成分は、DNAが溶液中に残っている間、遠心分離機で急速に回転することにより除去されます。次に、エタノールを含む酢酸ナトリウム塩の存在下でDNAを沈殿させます。最終的な遠心分離は、研究目的で純粋な遺伝物質を沈殿させ、ペレット

   ポリメラーゼ連鎖反応

   • 遺伝的研究には、指定されたDNA領域の十分なコピーが必要です。ポリメラーゼ連鎖反応、またはPCRは、DNAのコピーを指数関数的に生成する方法です。このプロトコルには、指定された領域をプライミングするために、精製されたDNA、TAQポリメラーゼ、デオキシヌクレオチドと呼ばれる塩基および小さなDNA鎖が必要です。反応混合物は、急速な温度変化が可能な機器であるサーモサイクラーに入れられます。混合物を摂氏95度に加熱すると、二重鎖DNAを分離し、48度まで冷却して、プライマーが一致するベースに座るか、アニールします。 Taqポリメラーゼが伸長と呼ばれるデオキシヌクレオチドをDNAの新しいコピーに組み立てると、温度は72度に上昇します。

   遺伝的DNAシーケンス

   • <図>
     シーケンスデータは、DNAベースを指定する色のバンドとして表示されます。

     自動シーケンスは、正確な塩基シーケンスを決定し、正常と異常なDNAを比較するために使用されます。このプロトコルは、蛍光標識ジデオキシヌクレオチド、つまりDDNTPを通常のPCR反応に追加し、DNAフラグメントの拡張をランダムに停止します。製品は、単一のベースによって異なるDNAフラグメントです。各ベースタイプの色は異なります。最終製品は、電流を使用してポリマーのサイズごとに断片を分離するように設計された機器である自動化されたシーケンサーにロードされます。フラグメントがポリマーエンドポイントに到達すると、デジタルカメラがベースの色を記録し、分析のためにデータをコンピューターに送信します。

   ジェノタイピングとDNAフィンガープリント

   • <図>
     DNAフィンガープリントは、人間の遺体を識別するために使用されます。

     ジェノタイピングは、ある生物から別の生物にゲノムの小さなセグメントを比較する方法です。目標は、DNAの正常または偶発的なベースの変化に起因するPCRフラグメントサイズの小さな違いを検出することです。プロトコル設計は、自動シーケンサーでの検出のために1つの蛍光標識プライマーを使用する基本的なPCRから始まります。ラベルの付いた製品はサイズで分離され、分析のためにデジタルカメラでコンピューターに記録されます。ジェノタイピングプロトコルは、法医学的識別、DNAフィンガープリント、父親、または疾患を引き起こす遺伝的異常の識別のために設計されています。