Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Часть ДНК или РНК, полученная в результате амплификационных цепных реакций (ПЦР, ЛЦР).
Piece of DNA or RNA obtained by amplification chain reactions (PCR, LCR)
В молекулярной биологии ампликон – это участок ДНК или РНК, являющийся источником и/или продуктом амплификации или репликации. Он может быть создан искусственно с использованием различных методов, включая полимеразную цепную реакцию (ПЦР) или лигазную цепную реакцию (ЛЦР), либо естественным путем посредством дупликации генов. В данном контексте амплификация означает создание одной или нескольких копий генетического фрагмента или целевой последовательности, в частности, ампликона. Поскольку термин относится к продукту реакции амплификации, «ампликон» используется как синоним общепринятых лабораторных терминов, таких как «продукт ПЦР». Искусственная амплификация применяется в научных исследованиях, криминалистике и медицине, в частности, для идентификации человеческих останков и выделения генотипов из волос. В этом контексте термин «ампликон» может относиться как к участку хромосомной ДНК, который был вырезан, амплифицирован и повторно вставлен в другое место генома, так и к фрагменту внехромосомной ДНК, известному как «двойная минута», каждый из которых может состоять из одного или нескольких генов. Амплификация генов, кодируемых этими ампликонами, обычно приводит к увеличению транскрипции этих генов и, как следствие, количества соответствующих белков.
In molecular biology, an amplicon is a piece of DNA or RNA that is the source and/or product of amplification or replication events. It can be formed artificially, using various methods including polymerase chain reactions (PCR) or ligase chain reactions (LCR), or naturally through gene duplication. In this context, amplification refers to the production of one or more copies of a genetic fragment or target sequence, specifically the amplicon. As it refers to the product of an amplification reaction, amplicon is used interchangeably with common laboratory terms, such as "PCR product." Artificial amplification is used in research, forensics, and medicine identification of human remains, and extracting genotypes from human hair. In this context the term amplicon can refer both to a section of chromosomal DNA that has been excised, amplified, and reinserted elsewhere in the genome, and to a fragment of extrachromosomal DNA known as a double minute, each of which can be composed of one or more genes. Amplification of the genes encoded by these amplicons generally increases transcription of those genes and ultimately the volume of associated proteins.
Структура
Ампликоны в общем случае представляют собой прямые повторы (голова к хвосту) или инвертированные повторы (голова к голове или хвост к хвосту) генетические последовательности и могут иметь линейную или кольцевую структуру. Кольцевые ампликоны состоят из неполных инвертированных дупликаций, сшитых в кольцо, и, как считается, образуются из предшествующих линейных ампликонов. При искусственном амплифицировании длина ампликона определяется экспериментальными задачами.
Amplicons in general are direct repeat (head to tail) or inverted repeat (head to head or tail to tail) genetic sequences, and can be either linear or circular in structure. Circular amplicons consist of imperfect inverted duplications annealed into a circle and are thought to arise from precursor linear amplicons. During artificial amplification, amplicon length is dictated by the experimental goals.
Технология
Анализ ампликонов стал возможен благодаря разработке методов амплификации, таких как ПЦР, и всё более доступным и высокопроизводительным технологиям секвенирования ДНК или секвенирования нового поколения, таким как ионное полупроводниковое секвенирование, часто называемое по названию разработчика – Ion Torrent. Технологии секвенирования ДНК, такие как секвенирование нового поколения, позволили изучать ампликоны в геномной биологии и генетике, включая исследования в области генетики рака, филогенетические исследования и генетику человека. Например, используя ген 16S рРНК, который входит в состав генома всех бактерий и архей и является высококонсервативным, бактерии можно таксономически классифицировать путем сравнения последовательности ампликона с известными последовательностями. Аналогичный подход применяется и в грибном царстве с использованием гена 18S рРНК, а также некодирующей области ITS1. Независимо от используемого метода амплификации ампликонов, необходимо использовать какой-либо метод для количественной оценки амплифицированного продукта. Как правило, эти методы включают стадию захвата и стадию детекции, хотя способ их реализации зависит от конкретного анализа. Примерами служат Amplicor HIV 1 Monitor Assay (RT-ПЦР), способный обнаруживать ВИЧ в плазме; HIV 1 QT (NASBA), используемый для измерения вирусной нагрузки в плазме путем амплификации фрагмента РНК ВИЧ; и амплификация, опосредованная транскрипцией, которая использует анализ защиты при гибридизации для диагностики инфекций, вызванных Chlamydia trachomatis. Локус вставки элемента Alu выбирается, амплифицируется и оценивается по размеру фрагмента. Для определения пола используется AluSTXa для Х-хромосомы, AluSTYa для Y-хромосомы или оба – AluSTXa и AluSTYa, чтобы свести вероятность ошибки к пренебрежимо малой величине. Вставленная хромосома дает крупный фрагмент при амплификации гомологичного участка. Самцы характеризуются наличием двух ампликонов ДНК, а самки – только одного. Набор, предназначенный для проведения метода, включает пару праймеров для амплификации локуса и, опционально, реагенты для полимеразной цепной реакции. ЛКР может быть использована для диагностики туберкулеза. Последовательность, содержащая белковый антиген B, является мишенью для четырех олигонуклеотидных праймеров – двух для сенс-цепи и двух для антисенс-цепи. Праймеры связываются рядом друг с другом, образуя фрагмент двухцепочечной ДНК, который после разделения может служить мишенью для последующих раундов репликации. В данном случае продукт может быть обнаружен с помощью микрочастичного ферментного иммуноанализа (MEIA).
Analysis of amplicons has been made possible by the development of amplification methods such as PCR, and increasingly by cheaper and more high throughput technologies for DNA sequencing or next generation sequencing, such as ion semiconductor sequencing, popularly referred to as the brand of the developer, Ion Torrent. DNA sequencing technologies such as next generation sequencing have made it possible to study amplicons in genome biology and genetics, including cancer genetics research, phylogenetic research, and human genetics. For example, using the 16S rRNA gene, which is part of every bacterial and archaeal genome and is highly conserved, bacteria can be taxonomically classified by comparison of the amplicon sequence to known sequences. This works similarly in the fungal domain with the 18S rRNA gene as well as the ITS1 non coding region. Irrespective of the approach used to amplify the amplicons, some technique must be used to quantitate the amplified product. Generally, these techniques incorporate a capture step and a detection step, although how these steps are incorporated depends on the individual assay. Examples include the Amplicor HIV 1 Monitor Assay (RT PCR), which has the capacity to recognize HIV in plasma; the HIV 1 QT (NASBA), which is used to measure plasma viral load by amplifying a segment of the HIV RNA; and transcription mediated amplification, which employs a hybridization protection assay to distinguish Chlamydia trachomatis infections. The loci of Alu element insertion is selected, amplified and evaluated in terms of size of the fragment. The sex assay utilizes AluSTXa for the X chromosome, AluSTYa for the Y chromosome, or both AluSTXa and AluSTYa, to reduce the possibility of error to a negligible quantity. The inserted chromosome yields a large fragment when the homologous region is amplified. The males are distinguished as having two DNA amplicons present, while females have only a single amplicon. The kit adapted for carrying out the method includes a pair of primers to amplify the locus and optionally polymerase chain reaction reagents. LCR can be used to diagnose tuberculosis. The sequence containing protein antigen B is targeted by four oligonucleotide primers—two for the sense strand, and two for the antisense strand. The primers bind adjacent to one another, forming a segment of double stranded DNA that once separated, can serve as a target for future rounds of replication. In this instance, the product can be detected via the microparticle enzyme immunoassay (MEIA).