Microarray Teknolojisi Nedir ? Microarray Teknolojisi Hangi Alanlarda Kullanılır ?

Microarray Teknolojisi Nedir ? Microarray Teknolojisi Hangi Alanlarda Kullanılır ? İnsan, aynı genomu taşıyan fakat farklı yapı ve işlevlere sahip 250’den fazla farklı hücre tipine sahiptir. (kas, deri, sinir vs.) Tipik bir hücre değerlerinin %20’sinden daha azının ifade edildiği (eksprese olduğu) bilinir. Açıkçası hücreleri birbirinden farklı yapan şey, gen ekspresyonlarındaki farklılıklardır.

Genler açık veya kapalı durumda olabilir.

Genin açık olması; hedef proteinin üretilmesi yani ekspresyon olayının gerçekleşmesi anlamına gelirken, kapalı gen ifadesi protein üretiminin gerçekleşmemesi yani ekspresyon olayının işlememesi anlamına gelir.

Bilgisayar teknolojisinin  moleküler biyolojiye paralel olarak hızla gelişmesi,iki disiplini birbirine yaklaştırmıştır.Böylece biyoteknolojinin kavramsal olarak ulaşabileceği son noktalardan biri olan mikroçip(microarray)  ortaya  çıkmıştır. Microarray teknolojisi DNA nın bir substrata tutturulup bilinen bir gen ya da fragment ile prob hazırlanması şeklinde tanımlanabilecek “Southern blotting ” tekniğinden türetilmiştir.

Mikroarray teknolojisi, birçok genin ifadesini aynı anda incelemek için kullanılan gelişen bir teknolojidir. Binlerce gen dizisinin bilinen yerlere gen çipi adı verilen bir cam slayt üzerine yerleştirilmesini içerir. DNA veya RNA içeren bir numune, gen çipi ile temas edecek şekilde yerleştirilir. Çip üzerindeki örnek ve gen dizileri arasındaki tamamlayıcı baz eşleşmesi, ölçülen ışığı üretir. Çip üzerindeki ışık üreten alanlar, numunede ifade edilen genleri tanımlar.

 Genler, belirli bir proteini kodlayan genom bölgeleridir. Farklı genler, farklı büyüme aşamalarında ifade edilir ve farklı çevresel koşullara yanıt olarak da ifade edilebilir. Biyologlar genellikle hangi genlerin hangi koşullar altında ifade edildiğini anlamakla ilgilenirler. Bu, hastalıkların moleküler düzeyde anlaşılmasına ve dolayısıyla daha iyi ilaçların geliştirilmesine yardımcı olacaktır.

 Bir DNA mikro dizisi, katı bir yüzey üzerinde belirlenmiş konuma veya noktaya tutturulmuş sentetik DNA problarının bir koleksiyonudur “, bir numunedeki spesifik mRNA’ların ekspresyon seviyesini belirlemek için deneysel örneklerden türetilen tamamlayıcı “hedef” dizilere hibridize olabilir.

Microarray genel terimdir. Birçok tipi vardır.

  1. DNA microarray :  DNA mikrodizisi aynı zamanda gen çipi, DNA çipi veya biyoçip olarak da bilinir. Ya DNA’yı ölçer ya da DNA’yı saptama sisteminin bir parçası olarak kullanır. Dört farklı DNA mikro-dizisi vardır: cDNA mikro-dizileri, oligo DNA mikro-dizileri, BAC mikro-dizileri ve SNP mikro-dizileri.
  2. MMChips :  MMchip, platformlar arası ve laboratuvarlar arası verilerin bütünleşmiş analizine izin verir. DNA ve protein arasındaki etkileşimleri inceler. ChIP-chip (Chromatin immunopresipitation (ChIP) ve ardından array hibridizasyon) ve ChIP-seq (ChIP ardından kitlesel paralel sıralama) kullanılan iki tekniktir.
  3. Protein microarray : Yüz binlerce proteinin son derece paralel bir şekilde karakterize edilmesi için bir platform görevi görür. Protein mikrodizisi üç tiptedir ve bunlar analitik protein mikrodizileri, fonksiyonel protein mikrodizileri ve ters faz protein mikrodizileridir.
  4. Peptit microarray  :  bu tür diziler, protein-protein etkileşimlerinin detaylı analizi veya optimizasyonu için kullanılır. Proteomları tarayarak antikor tanımaya yardımcı olur.
  5. Doku microarray : silindirik doku çekirdeklerini çeşitli donörlerden ayırarak ve tek bir mikrodiziye yerleştirerek oluşturulan doku mikrodizi parafin bloklarıdır. En çok  patolojide kullanılır.
  6. Hücresel microarray : Aynı zamanda transfeksiyon mikrodizileri veya canlı hücre mikrodizileri olarak da adlandırılırlar. Genomik kütüphaneleri taramak ve yerel hücresel mikro ortamı sistematik olarak araştırmak için kullanılırlar.
  7. Kimyasal bileşik microarray : İlaç taraması ve ilaç keşfi için kullanılır. Bu mikrodizi, küçük molekülleri tanımlama ve değerlendirme kapasitesine sahiptir. Bu nedenle ilaç endüstrisinde kullanılan diğer teknolojilerden daha kullanışlıdır.
  8. Antikor microarray :Aynı zamanda antikor dizisi veya antikor çipi olarak da adlandırılır. Bunlar, bir mikroskop lamı içine yerleştirilmiş yakalama antikorlarının bir koleksiyonunu içeren proteine ​​özgü mikrodizilerdir. Antijenleri tespit etmek için kullanılırlar.
  9. Karbonhidrat microarray : aynı zamanda gliko- diziler olarak da adlandırılırlar. Karbonhidrat dizileri, karbonhidrat bağlanan proteomların taranmasında kullanılır. Protein bağlanma afinitelerinin hesaplanmasında ve glikanlar için katı destek sentezinde kullanılabilirler.
  10. Fenotip microarray : fenotip mikro-dizileri veya PM’ler esas olarak ilaç geliştirmede kullanılır. Binlerce hücresel fenotipi aynı anda nicel olarak ölçer. Aynı zamanda fonksiyonel genomiklerde ve toksikolojik testlerde kullanılır.
  11. Ters fazlı protein microarray  : bunlar lizatların veya serumların mikrodizileridir. Çoğunlukla klinik araştırmalarda, özellikle kanser alanında kullanılanlar, aynı zamanda farmasötik kullanımları da vardır. Bazı durumlarda, biyobelirteç çalışmalarında da kullanılabilirler.
  12. İnterferometrik yansıma görüntüleme sensörü veya IRIS: IRIS, protein-protein, protein-DNA ve DNA-DNA etkileşimlerini analiz etmek için kullanılan bir biyosensördür.  Floresan etiketleri kullanmaz. Robotik lekeleme ile hazırlanmış Si / SiO 2 substratlarından yapılmıştır

Microarray’ler Nasıl Üretilir ve Nasıl Çalışır?

1. Mikroarray’in hazırlanması

2. Test edilecek örneklerin hazırlanıp etiketlenmesi

3. Hibridizasyon

4. Yıkama

5. Etiketlerin uyarılması

 6. Görüntü tarama / Veri işleme-analizi

Bir DNA mikrodizisi için temel bir protokol aşağıdaki gibidir:

  1. İlgili örneklerden mRNA izole edilir ve saflaştırılır. Gen ifadesini karşılaştırmakla ilgilendiğimiz için, bir örnek genellikle kontrol görevi görür ve başka bir örnek deney olur (sağlıklı vs. hastalık vb.)
  2. Ters transkripsiyon yapılır ve mRNA’yı etiketlenir. Transkriptleri hibridizasyon ile saptamak için bunların etiketlenmesi gerekir ve başlangıç ​​materyali sınırlı olabileceğinden, bir amplifikasyon adımı kullanılır. Etiketleme genellikle tamamlayıcı bir DNA ipliği (cDNA) üretmek için bir ters transkripsiyon (RT) reaksiyonu gerçekleştirmeyi ve bir DNA nükleotidine bağlanmış bir floresan boyayı dahil ederek cDNA ipliği üretmeyi içerir. Hastalık ve sağlıklı numuneler farklı boyalarla etiketlenebilir ve sonraki adımda aynı mikrodizi üzerinde ortak hibritlenebilir. Bazı protokoller cDNA’yı etiketlemez, bu yüzden ikinci bir amplifikasyon adımı kullanır; burada RT adımındaki cDNA, etiketli bir cRNA ipliği üretmek için bir şablon görevi görür.
  3. Etiketli hedef microarraye hibritlenir . Bu adım, etiketli cDNA’ların, mikrodiziye eklenen sentetik tamamlayıcı DNA problarına hibritleneceği bir DNA mikrodizisine yerleştirilmesini içerir. Bağlanmamış sekansları çıkarmak için yıkama işlemi yapılır.
  4. Microarray taranır ve sinyal ölçülür . Bağlı cDNA üzerindeki floresan etiketler bir lazer tarafından uyarılır ve bir proba bağlanan floresan etiketli hedef diziler bir sinyal oluşturur. Sinyalin toplam gücü, o noktada bulunan problara bağlanan hedef numune miktarına bağlıdır. Bu nedenle, her bir proba bağlanan hedef sekans miktarı, numunede eksprese edilen çeşitli genlerin ekspresyon seviyesi ile ilişkilidir. Sinyaller saptanır, ölçülür ve dizinin dijital bir görüntüsü oluşturulur.

 

Microarray Renkleri

Yeşil: Kontrol DNA’yı gösterir. Normal dokudan elde edilen ve hedef DNA’ya hibridize olan DNA veya cDNA’dır.

Kırmızı: Örnek DNA’sını gösterir. Hastalıklı dokudan elde edilen ve hedef DNA’ya hibridize olan DNA veya cDNA’dır.

Sarı: Hedef DNA’ya eşit şekilde hibridize olan kontrol ve örnek DNA’ların kombinasyonunu gösterir.

•Siyah: ne kontrol DNA’nın ne de örnek DNA’sının hedef DNA’ya hibridize olduğunu gösterir.

2 yorum

Sosyal Medya Hesaplarımız