Лучший ответ по мнению автора |
| |||||||||||||||||
Другие ответы
| ||||||||||||
| ||||||||||||
|
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Биология
Похожие вопросы |
Решено
какое дыхание характерно для взрослой аскариды?
Биология в жизни человека
Контрольная по биологии
задача на фотосинтез
Литература:»Энциклопедия в вопросах и ответах» в 10 т. /Составитель Вадченко Н.Л.- Д.: Сталкер, 1996-446 с.- Т.3 | ||
Как рассчитать длину фрагментов ДНК
••• JVisentin/iStock/GettyImages
Обновлено 13 марта 2018 г. , микробиологам нужна хитрость, и самая удобная из них — гель-электрофорез. Этот метод основан на том факте, что фрагменты ДНК заряжены, и является альтернативой более дорогим методам, таким как рентгеновская кристаллография, благодаря которой была открыта структура двойной спирали ДНК.
Как работает гель-электрофорез
Поскольку молекулы ДНК заряжены, на них действует электрический ток. Когда вы помещаете их в нейтральный гель и пропускаете через гель ток, молекулы мигрируют к положительному электроду (аноду). Поскольку молекулы ДНК разного размера несут одинаковый заряд, меньшие из них движутся быстрее, поэтому этот процесс разделяет молекулы на полосы, которые можно сравнить с образцами известных размеров.
A Базовая процедура электрофореза
Гель обычно изготавливают из агарозы, полисахарида, который при нагревании в буферном растворе образует полутвердый, слегка пористый гель. На одном конце гель образует крошечные углубления, называемые лунками, куда исследователь помещает исследуемые образцы ДНК вместе с эталонными образцами известной длины, называемыми лестницей ДНК. Длины фрагментов лестницы были предварительно определены другим методом, например, методом рентгеновской кристаллографии.
Когда гель погружают в проводящий раствор и прикладывают напряжение, фрагменты начинают мигрировать через гель – более мелкие сначала, а более крупные, более медленные, позади. В конечном итоге они образуют спектроподобные полосы в зависимости от размера.
Как только это происходит, исследователь выключает питание, наполняет гель красителем, связывающим DVA, и исследует образцы в ультрафиолетовом свете. Используя лестницу в качестве эталона, исследователь может определить размер каждого из фрагментов в видимой полосе. Видны только полосы — отдельные фрагменты ДНК слишком малы, чтобы их можно было разглядеть.
Определение длины неизвестных фрагментов
Скорее всего, не каждая полоса в образце совпадает с полосой на лестнице, поэтому для определения размеров этих неизвестных фрагментов ученые обычно строят график. По оси x отложено расстояние, пройденное каждой полосой лестницы в миллиметрах, а по оси Y — размер каждой полосы. Когда точки соединены кривой, размер любой полосы можно экстраполировать из кривой после измерения расстояния, пройденного этой полосой, в миллиметрах.
Статьи по теме
Об авторе
Крис Дезиэль имеет степень бакалавра физики и степень магистра гуманитарных наук. Он преподавал естественные науки, математику и английский язык в университетах как в своей родной Канаде, так и в Японии. Он начал писать онлайн в 2010 году, предлагая информацию на научные, культурные и практические темы. Его работы охватывают науку, математику, обустройство дома и дизайн, а также религию и восточное искусство исцеления.
Размер фрагментов ДНК — Официальный блог Edvotek®
Электрофорез в агарозном геле разделяет биомолекулы, такие как ДНК и белки, на дискретные полосы, каждая из которых состоит из молекул одинакового размера. Разделяя эти важные молекулы по размеру, ученые могут изолировать, идентифицировать и/или анализировать их. [Чтобы весело и быстро узнать 101 об электрофорезе, посмотрите видео сестры Амебы, а для более глубокого погружения — и чтобы увидеть настоящий эксперимент по электрофорезу в действии — посмотрите наш недавний выпуск прямой трансляции.]
Часто результаты эксперимента по электрофорезу могут быть проанализированы путем прямого сравнения полос, полученных образцами эксперимента, с полосами, полученными несколькими контрольными образцами. Например, в геле под первыми тремя дорожками находятся контрольные образцы, которые показывают образцы полос ДНК, возникающие, когда человек болен серповидноклеточной анемией (дорожка 1), является носителем одного гена серповидноклеточной анемии (дорожка 2) и здоров. и имеет два нормальных гена (дорожка 3). В этом случае определение генотипа трех пациентов слева (дорожки 4, 5 и 6) по гену серповидно-клеточной анемии может быть выполнено путем сопоставления рисунка полос их ДНК с одним из контролей.
Гель, полученный в результате набора Edvotek Kit 116 для обнаружения гена серповидноклеточной анемии. Дорожка 1 = контрольный образец от индивидуума с серповидно-клеточной анемией, дорожка 2 = контрольный образец для гетерозиготного серповидно-клеточного признака, дорожка 3 = контрольный образец для нормального гомозиготного пациента, дорожка 4/5/6 = образцы пациентов.Однако в других случаях требуется фактическая длина фрагмента. Поскольку строительными блоками ДНК являются нуклеотиды, ДНК измеряется в парах нуклеотидных оснований или сокращенно bp. Знание длины п.н. фрагмента ДНК может иметь важное значение при работе с повторяющимися областями ДНК, такими как микросателлиты, при конструировании плазмид рекомбинантной ДНК или при сборе информации для больших баз данных. Во многих случаях длина также может предоставить дополнительную эволюционную информацию.
Для определения длины пары оснований молекулы ДНК необходим особый тип контроля, называемый стандартным маркером ДНК или иногда лестницей ДНК. Это образец, содержащий смесь фрагментов ДНК, длина которых уже известна. Эти фрагменты используются для создания стандартной кривой, описывающей взаимосвязь между размером ДНК и расстоянием, пройденным во время эксперимента. Уравнение, полученное из этой кривой, затем можно использовать для расчета длины любых неизвестных фрагментов на основе того, как далеко эти фрагменты прошли во время одного и того же эксперимента.
При чем здесь журнал?Более крупные молекулы медленно проходят через агарозный гель, в то время как более мелкие молекулы проходят быстро. Это означает, что скорость миграции фрагмента обратно пропорциональна длине молекулы.
ДНК-лестница с более крупными/медленно движущимися фрагментами вверху и меньшими/быстро движущимися фрагментами внизу.
Однако эта зависимость не является линейной. По мере того, как фрагменты становятся меньше, они движутся все быстрее и быстрее, а по мере того, как они становятся больше, они движутся все медленнее и медленнее. Например, в лестнице ДНК над парой оснований разница между двумя верхними фрагментами составляет 328 п.н., а разница между двумя нижними фрагментами составляет 200 п.н. Тем не менее, расстояние между двумя нижними фрагментами больше, потому что эти более мелкие фрагменты перемещаются через гель намного быстрее.
Вы можете наблюдать это обратное, но нелинейное, когда вы создаете график зависимости известных длин фрагментов от пройденного расстояния, как я сделал ниже для стандартного маркера Edvotek (изображение этой лестницы находится в конце поста). На этом графике расстояния, пройденные каждым фрагментом, отложены по оси абсцисс, а длины фрагментов — по оси y. Этот график был создан в электронной таблице, как и уравнение, отображаемое в правом углу.
Другой способ отображения этой информации — логарифмическая диаграмма, показанная ниже. Как и на первом графике, расстояния, пройденные каждым фрагментом, отложены по оси абсцисс, а длина фрагментов — по оси y. Однако, в отличие от предыдущего графика, ось Y имеет логарифмическую шкалу. Несмотря на то, что эти два графика выглядят по-разному, они используют одни и те же данные и описывают одни и те же отношения. График в логарифмическом масштабе — это просто инструмент, который мы можем использовать, чтобы по-новому взглянуть на информацию. Важно отметить, что график в логарифмическом масштабе также намного проще создать и использовать, если вам нужно рассчитать длину парных точек вручную, потому что его легче нарисовать и рассчитать наклон, когда линия тренда графика представляет собой прямую линию.
Иногда бревна могут сбить нас с толку. Но на самом деле это просто способ написать экспоненциальные уравнения, чтобы показатель степени был изолирован с одной стороны уравнения, например. 2 3 = 8 можно записать как логарифм 2 8 = 3. На самом деле, логарифмы были изобретены, чтобы облегчить жизнь ученым, работающим с очень большими числами. Этот метод был первоначально разработан в начале 1600-х годов Джоном Нейпиром и завоевал популярность среди ученых того времени, поскольку помог им более точно и легко рассчитать орбиты планет. Сегодня журналы по-прежнему используются как способ эффективного описания наборов данных с большим диапазоном числовых значений. Google использует журналы для ранжирования страниц в своей поисковой системе, и многие экономисты используют журналы для описания темпов экономического роста стран. При электрофорезе журналы делают измерения пар нуклеотидов, которые могут варьироваться от 100 до 12 000 на расстоянии нескольких сантиметров, легче графически и анализировать.
Готов, готов, беги! (Затем измерьте, начертите и рассчитайте!)Выполните следующие действия, чтобы определить длину различных молекул ДНК. Если у вас нет геля под рукой, вы можете использовать изображение внизу этого поста, чтобы попрактиковаться.
Шаг 0: Пробегите по лестнице в своем геле. Этот образец будет содержать полосы известной длины, которые можно использовать для создания стандартной кривой. Каждый экспериментальный запуск электрофореза имеет свой уникальный набор условий, поэтому у каждого геля должна быть лестница.
Шаг 1: Измерьте и запишите расстояние, пройденное каждой полосой лестницы, и запишите это расстояние в блокнот. Традиционно это измерение проводится от нижнего края лунки образца до нижнего края каждой полосы.
Шаг 2: Повторить шаг 1 для фрагментов неизвестных образцов.
Шаг 3: Создайте стандартную кривую, нанеся данные на полулогарифмический график. (Вы можете сделать полулогарифмическую миллиметровку, перейдя сюда, а затем распечатав страницу 16.) Чтобы создать стандартную кривую на полулогарифмической бумаге, начертите расстояние, которое каждый фрагмент ДНК стандартного маркера мигрировал по оси X (в мм) в зависимости от его размера. по оси Y (в парах оснований). Обязательно пометьте оси! После того, как все точки нанесены на график, используйте линейку или линейку, чтобы провести наилучшую возможную прямую линию через точки. Линия должна иметь одинаковое количество точек на каждой стороне линии. Ничего страшного, если линия проходит через несколько точек.
Шаг 4: Определите длину каждого неизвестного фрагмента. Во-первых, найдите расстояние миграции неизвестного фрагмента по оси x миллиметровой бумаги. Затем проведите вертикальную линию от этой точки, пока она не пересечет линию вашей стандартной кривой. Наконец, из этой точки пересечения нарисуйте вторую линию, на этот раз горизонтально, по направлению к оси Y. Значение, при котором эта линия пересекает ось Y, представляет приблизительный размер фрагмента в парах оснований.
Это всего лишь один из способов сделать это. Есть много разных подходов, которые вы можете использовать. Например, шаги 3 и 4 можно выполнить в Excel или аналогичном программном обеспечении для работы с электронными таблицами, используя функции построения графика и линии тренда, а затем подключив измерения шага 2 к полученному уравнению. Другое мнение (если у вас есть лестница с <6 полосами) — пойти сюда и просто ввести измерения расстояния (те же расчеты выполняются только за кулисами).
Leave A Comment