Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Молекулалық маяктар немесе молекулалық маяк зондтары – гомогенді ерітінділерде нақты нуклеин қышқылдарының болуын анықтай алатын олигонуклеотидтік гибридтеу зондтары. Молекулалық маяктар – ішкі жағы сөндірілген флюорофорға ие, түймедей пішіндес молекулалар, олар мақсатты нуклеин қышқылының тізбегіне байланысқанда флуоресценциясын қайта алады. Бұл нуклеин қышқылдарының нақты тізбектерін анықтау үшін жаңа, радиоактивті емес әдіс. Олар гибридтеу зондтарының артық мөлшерінен зонд-мақсат гибридтерін оқшаулау мүмкін болмаған немесе қажет емес жағдайларда пайдалы.
Molecular beacons, or molecular beacon probes, are oligonucleotide hybridization probes that can report the presence of specific nucleic acids in homogenous solutions. Molecular beacons are hairpin shaped molecules with an internally quenched fluorophore whose fluorescence is restored when they bind to a target nucleic acid sequence. This is a novel non radioactive method for detecting specific sequences of nucleic acids. They are useful in situations where it is either not possible or desirable to isolate the probe target hybrids from an excess of the hybridization probes.
Молекулалық маяк зондтары
Молекулалық маяк зондының ұзындығы 25 нуклеотидті құрайды. Ортаңғы 15 нуклеотид мақсатты ДНҚ немесе РНҚ-ға толықтырылады, бірақ бір-бірімен негіздік жұптар жасамайды, ал әр терминалдағы бес нуклеотид мақсатты ДНҚ-ға емес, бір-біріне толықтырылады. Типикалық молекулалық маяк құрылымын 4 бөлікке бөлуге болады: 1) цикл – молекулалық маяқтың 18–30 негіз жұптарынан тұратын, мақсатты тізбекке толықтырылатын аймағы; 2) сабақ – циклдің екі ұшына бір-біріне толықтырылатын екі қысқа (5-тен 7 нуклеотидтік қалдықтардан) олигонуклеотидтердің қосылуы арқылы қалыптасады; 3) молекулалық маяқтың 5' ұшындағы 5' флюорофор – флуоресценттік бояу ковалентті байланыс арқылы бекітіледі; 4) молекулалық маяқтың 3' ұшына ковалентті байланыс арқылы бекітілген 3' сөндіргіш (флуоресценттік емес) бояу. Маяк жабық цикл түрінде болғанда, сөндіргіш флюорофорға жақын орналасып, оның флуоресценттік сәулесін басады. Егер анықтауға жататын нуклеин қышқылы циклдегі тізбекке толықтырылса, гибридтеу оқиғасы жүзеге асады. Нуклеин қышқылы мен цикл арасындағы дуплекс сабақтан гөрі тұрақтырақ болады, себебі бұл дуплексте көбірек негіздік жұптар қатысады. Бұл сабақтың ажырауына, содан кейін флюорофор мен сөндіргіштің бөлінуіне алып келеді. Флюорофор сөндіргіштен алшақтағаннан кейін, гибридті жарықпен сәулелендіру флуоресценттік сәуле шығаруға себеп болады. Сәулеленудің болуы гибридтеу оқиғасы орын алғанын және сынамада мақсатты нуклеин қышқылының тізбегі бар екенін көрсетеді.
A typical molecular beacon probe is 25 nucleotides long. The middle 15 nucleotides are complementary to the target DNA or RNA and do not base pair with one another, while the five nucleotides at each terminus are complementary to each other rather than to the target DNA. A typical molecular beacon structure can be divided in 4 parts: 1) loop, an 18–30 base pair region of the molecular beacon that is complementary to the target sequence; 2) stem formed by the attachment to both termini of the loop of two short (5 to 7 nucleotide residues) oligonucleotides that are complementary to each other; 3) 5' fluorophore at the 5' end of the molecular beacon, a fluorescent dye is covalently attached; 4) 3' quencher (non fluorescent) dye that is covalently attached to the 3' end of the molecular beacon. When the beacon is in closed loop shape, the quencher resides in proximity to the fluorophore, which results in quenching the fluorescent emission of the latter. If the nucleic acid to be detected is complementary to the strand in the loop, the event of hybridization occurs. The duplex formed between the nucleic acid and the loop is more stable than that of the stem because the former duplex involves more base pairs. This causes the separation of the stem and hence of the fluorophore and the quencher. Once the fluorophore is no longer next to the quencher, illumination of the hybrid with light results in the fluorescent emission. The presence of the emission reports that the event of hybridization has occurred and hence the target nucleic acid sequence is present in the test sample.
Жасушалық инженерияда қолдану
Флуорогендік сигналды олигонуклеотидтік зондтар бір немесе бірнеше қажетті гендерді экспрессиялайтын жасушаларды анықтау және оқшаулау үшін қолданылатыны туралы хабарланды, соның ішінде гетеромультимериялық эпителиялық натрий арнасын (αβγ ENaC), натрийдің кернеуге сезімтал иондық арнасын 1.7 (NaV1.7 αβ1β2), төрт ерекше γ-аминобүтір қышқылы А (GABAA) рецепторының иондық арнасының суббөлімдерінің комбинацияларын α1β3γ2s, α2β3γ2s, α3β3γ2s және α5β3γ2s, кистоздық фиброздың өткізгіштік регуляторын (CFTR), CFTR Δ508 және екі G белокқа байланысқан рецепторларды (GPCR) экспрессиялейтін көпгендік тұрақты жасуша желілерін жасау мүмкіндігі туралы.
Fluorogenic signaling oligonucleotide probes were reported for use to detect and isolate cells expressing one or more desired genes, including the production of multigene stable cell lines expressing heteromultimeric epithelial sodium channel (αβγ ENaC), sodium voltage gated ion channel 1.7 (NaV1.7 αβ1β2), four unique γ aminobutyric acid A (GABAA) receptor ion channel subunit combinations α1β3γ2s, α2β3γ2s, α3β3γ2s and α5β3γ2s, cystic fibrosis conductance regulator (CFTR), CFTR Δ508 and two G protein coupled receptors (GPCRs).
Синтез
Молекулалық маяктар – синтетикалық олигонуклеотидтер, олардың дайындалуы жақсы құжатталған. Синтез үшін нуклеозидтік фосфорамидиттердің стандартты жиынтығынан өзге, сөндіргішпен модификацияланған қатты тірек және қорғалған флуоресцентті бояуды қосуға арналған фосфорамидиттік құрылыс блогы қажет. «Молекулалық маяктар» термині, синтезі және функциясының демонстрациясы алғаш рет 1996 жылы пайда болды.
Molecular beacons are synthetic oligonucleotides whose preparation is well documented. In addition to the conventional set of nucleoside phosphoramidites, the synthesis also requires a solid support derivatized with a quencher and a phosphoramidite building block designed for the attachment of a protected fluorescent dye. The first use of the term molecular beacons, synthesis and demonstration of function was in 1996.