Википедија

Хибридизација на ДНК-ДНК

Во геномијата, хибридизацијата на ДНК-ДНК е техника на молекуларната биологија која го мери степенот на генетска сличност помеѓу секвенците на ДНК. Таа се користи за одредување на генетското растојание помеѓу два организми и е широко користен во филогенијата и таксономијата.[1]

Метод

уреди

ДНК на еден организам се означува, а потоа се меша со неозначената ДНК за да се спореди со неа. Смесата се инкубира за да се дозволи нишките на ДНК да се дисоцираат, а потоа се лади за да се формира нова хибридна двоверижна ДНК. Хибридизираните секвенци со висок степен на сличност се сврзуваат поцврсто и бараат повеќе енергија за нивно раздвојување, односно се раздвојуваат кога ќе се загреат на повисока температура од различните секвенци, процес кој е познат како „топење на ДНК“.[2][3][4]

За да се испита профилот на топење на хибридизираната ДНК, двоверижната ДНК се врзува за колона или филтер и смесата се загрева во мали чекори. На секој чекор, колоната или филтерот се мијат; секвенците кои се топат стануваат едножилни и се измиваат. Температурите на кои означената ДНК се откачува ја рефлектира количината на сличност помеѓу секвенците (а примерокот за самохибридизација делува како контрола). Овие резултати се комбинираат за да се одреди степенот на генетска сличност помеѓу организмите.[5]

Бил воведен еден метод за хибридирање на голем број примероци на ДНК против голем број ДНК сонди на една мембрана. Овие примероци потоа треба да се раделат во нивните сопствени ленти во мембраните, а потоа мембраната ќе треба да се ротира на различен агол каде што ќе резултира со истовремена хибридизација со многу различни ДНК сонди.[6]

Користи

уреди

Кога се споредуваат неколку видови, вредностите на сличност дозволуваат организмите да се распоредат во филогенетско дрво; затоа е еден можен пристап за спроведување на молекуларната систематика.[Потребен е цитат]

Во микробиологијата

уреди

ДНК-ДНК хибридизацијата (ДДХ) се користи како примарен метод за разликување на бактериските видови бидејќи е тешко да се класифицираат визуелно прецизно.[7] Оваа техника не е често користена кај поголемите организми каде што е полесно да се идентификуваат разликите во видовите. Во доцните 1900-ти, се сметало дека соевите припаѓале на ист вид ако имаат вредност на сличност со ДНК-ДНК поголема од 70% и нивните температури на топење биле во рамките на 5 °C едни од други.[8][9][10] Во 2014 година, бил предложен праг од 79% сличност за разделување на бактериските подвидови.[11]

ДДХ е вообичаена техника за бактерии, но е трудоинтензивна, склона кон грешки и технички предизвикувачки. Во 2004 година била опишана нова ДДХ техника. Оваа техника користела микроплочи и колориметриски означена ДНК за да се намали потребното време и да се зголеми количината на примероци што може да се обработат.[12] Оваа нова ДДХ техника станала стандард за бактериска таксономија.[13]

Во зоологијата

уреди

Чарлс Сибли и Џон Алквист, пионерите на техниката, користеле хибридизација на ДНК-ДНК за да ги испитаат филогенетските врски на птичјите (таксономија Сибли-Алквист) и приматите.[14][15]

Во радиоактивност

уреди

Во 1969 година, еден таков метод бил изведен од Мери Лу Пардју и Џозеф Г. Гал на Универзитетот Јеил преку радиоактивност каде што вклучувал хибридизација на радиоактивен тест ДНК во раствор со стационарната ДНК на цитолошки препарат, кој е идентификуван како авторрадиографија.[16]

Замена со секвенционирање на геномот

уреди

Критичарите тврдат дека техниката е неточна за споредба на тесно поврзаните видови, бидејќи секој обид да се измерат разликите помеѓу ортолошките секвенци помеѓу организмите е преоптоварен со хибридизација на паралогни секвенци во геномот на организмот.[17][потребен е подобар извор]. Секвенционирањето на ДНК и пресметковното споредување на секвенците сега е често се користи како метод за одредување на генетското растојание, иако техниката сè уште се користи во микробиологијата за да помогне во идентификацијата на бактериите.[18]

Во силико методите

уреди

Современиот пристап е да се изврши хибридизација на ДНК-ДНК во силико, користејќи целосно или делумно секвенционирани геноми.[19] ГГДЦ и ТИГС развиени во ДСМЗ се најточните познати алатки за пресметување на аналогните вредности на ДДХ.[19] Меѓу другите алгоритамски подобрувања, тој го решава проблемот со паралогните секвенци со внимателно филтрирање на истите од совпаѓањата помеѓу двете геномски секвенци. Методот се користи за разрешување на тешки таксони како што се Ескерикиа коли, Бацилиус цереус група и Аеромонас.[20] Судската комисија на Меѓународниот комитет за систематиката на прокариотите го призна дДДХ како таксономски доказ.[21]

Поврзано

уреди
  • Топење на ДНК
  • Температурен градиент гел електрофореза

Наводи

уреди

Дополнителна литература

уреди
  • Graur, D. & Li, WH. 1991 година (второ издание 1999 година). Основи на молекуларната еволуција.
  1. ↑ Erko Stackebrandt (8 September 2010). Molecular Identification, Systematics, and Population Structure of Prokaryotes. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-31292-5.
  2. ↑ Sinden, Richard R. (1994). DNA structure and function. San Diego: Academic Press. стр. 37–45. ISBN 0-12-645750-6. OCLC 30109829.
  3. ↑ Tools and techniques in biomolecular science. Aysha Divan, Janice Royds. Oxford: Oxford University Press. 2013. ISBN 978-0-19-969556-0. OCLC 818450218.CS1-одржување: друго (link)
  4. ↑ Forster, A. C.; McInnes, J. L.; Skingle, D. C.; Symons, R. H. (1985-02-11). „Non-radioactive hybridization probes prepared by the chemical labelling of DNA and RNA with a novel reagent, photobiotin“. Nucleic Acids Research. 13 (3): 745–761. doi:10.1093/nar/13.3.745. ISSN 0305-1048. PMC 341032. PMID 2582358.
  5. ↑ Hood, D. W.; Dow, C. S.; Green, P. N. (1987). „DNA:DNA hybridization studies on the pink-pigmented facultative methylotrophs“. Journal of General Microbiology. 133 (3): 709–720. doi:10.1099/00221287-133-3-709. ISSN 0022-1287. PMID 3655730.
  6. ↑ Socransky, S. S.; Smith, C.; Martin, L.; Paster, B. J.; Dewhirst, F. E.; Levin, A. E. (October 1994). „"Checkerboard" DNA-DNA hybridization“. BioTechniques. 17 (4): 788–792. ISSN 0736-6205. PMID 7833043.
  7. ↑ Auch, Alexander F.; von Jan, Mathias; Klenk, Hans-Peter; Göker, Markus (2010). „Digital DNA-DNA hybridization for microbial species delineation by means of genome-to-genome sequence comparison“. Standards in Genomic Sciences (англиски). 2 (1): 117–134. doi:10.4056/sigs.531120. ISSN 1944-3277. PMC 3035253. PMID 21304684.
  8. ↑ Brenner DJ (1973). „Deoxyribonucleic acid reassociation in the taxonomy of enteric bacteria“. International Journal of Systematic Bacteriology. 23 (4): 298–307. doi:10.1099/00207713-23-4-298.
  9. ↑ „Report of the ad hoc committee on reconciliation of approaches to bacterial systematics“. International Journal of Systematic Bacteriology. 37 (4): 463–464. 1987. doi:10.1099/00207713-37-4-463.
  10. ↑ „Notes on the characterization of prokaryote strains for taxonomic purposes“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 60 (Pt 1): 249–266. 2010. doi:10.1099/ijs.0.016949-0. PMID 19700448. |hdl-access= бара |hdl= (help)
  11. ↑ „Complete genome sequence of DSM 30083T, the type strain (U5/41T) of Escherichia coli, and a proposal for delineating subspecies in microbial taxonomy“. Standards in Genomic Sciences. 9: 2. 2013. doi:10.1186/1944-3277-9-2. PMC 4334874. PMID 25780495.
  12. ↑ Mehlen, André; Goeldner, Marcia; Ried, Sabine; Stindl, Sibylle; Ludwig, Wolfgang; Schleifer, Karl-Heinz (November 2004). „Development of a fast DNA-DNA hybridization method based on melting profiles in microplates“. Systematic and Applied Microbiology. 27 (6): 689–695. doi:10.1078/0723202042369875. ISSN 0723-2020. PMID 15612626.
  13. ↑ Huang, Chien-Hsun; Li, Shiao-Wen; Huang, Lina; Watanabe, Koichi (2018). „Identification and Classification for the Lactobacillus casei Group“. Frontiers in Microbiology. 9: 1974. doi:10.3389/fmicb.2018.01974. ISSN 1664-302X. PMC 6113361. PMID 30186277.
  14. ↑ Genetic Similarities: Wilson, Sarich, Sibley, and Ahlquist
  15. ↑ C.G. Sibley; J.E. Ahlquist (1984). „The Phylogeny of the Hominoid Primates, as Indicated by DNA–DNA Hybridization“. Journal of Molecular Evolution. 20 (1): 2–15. Bibcode:1984JMolE..20....2S. doi:10.1007/BF02101980. PMID 6429338.
  16. ↑ Pardue, Mary Lou, and Joseph G Hall. “Molecular Hybridization of Radioactive DNA to the DNA of Cytological Preparations.” Kline Biology Tower, Yale University, 13 Aug. 1969.
  17. ↑ Marks, Jonathan (2007-05-09). „DNA hybridization in the apes—Technical issues“. Архивирано од изворникот на 2007-05-09. Посетено на 2019-06-02.
  18. ↑ S.S. Socransky; A.D. Haffajee; C. Smith; L. Martin; J.A. Haffajee; N.G. Uzel; J. M. Goodson (2004). „Use of checkerboard DNA–DNA hybridization to study complex microbial ecosystems“. Oral Microbiology and Immunology. 19 (6): 352–362. doi:10.1111/j.1399-302x.2004.00168.x. PMID 15491460.
  19. ↑ 19,0 19,1 „Genome sequence-based species delimitation with confidence intervals and improved distance functions“. BMC Bioinformatics. 14: 60. 2013. doi:10.1186/1471-2105-14-60. PMC 3665452. PMID 23432962.
  20. ↑ Riojas, Marco A.; McGough, Katya J.; Rider-Riojas, Cristin J.; Rastogi, Nalin; Hazbón, Manzour Hernando (1 January 2018). „Phylogenomic analysis of the species of the Mycobacterium tuberculosis complex demonstrates that Mycobacterium africanum, Mycobacterium bovis, Mycobacterium caprae, Mycobacterium microti and Mycobacterium pinnipedii are later heterotypic synonyms of Mycobacterium tuberculosis“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 68 (1): 324–332. doi:10.1099/ijsem.0.002507. PMID 29205127.
  21. ↑ Arahal, David R.; Bull, Carolee T.; Busse, Hans-Jürgen; Christensen, Henrik; Chuvochina, Maria; Dedysh, Svetlana N.; Fournier, Pierre-Edouard; Konstantinidis, Konstantinos T.; Parker, Charles T. (27 April 2023). „Judicial Opinions 123–127“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 72 (12). doi:10.1099/ijsem.0.005708. PMID 36748499 Проверете ја вредноста |pmid= (help). |hdl-access= бара |hdl= (help)
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Хибридизација_на_ДНК-ДНК&oldid=5275482“