Введение

Случайная амплифицированная полиморфная ДНК (RAPD), произносится как "rapid", является типом полимеразной цепной реакции (ПЦР), однако усиливаемые сегменты ДНК выбираются случайным образом. Исследователь, проводящий RAPD, синтезирует несколько произвольных коротких праймеров (10–12 нуклеотидов), а затем проводит ПЦР, используя большой шаблон геномной ДНК, в надежде на амплификацию фрагментов. Анализируя полученные паттерны, из RAPD-реакции можно получить полууникальный профиль. Знание последовательности ДНК целевого генома не требуется, поскольку праймеры связываются с каким-либо участком последовательности, но точное место связывания неизвестно. Это делает метод популярным для сравнения ДНК биологических систем, которые недостаточно изучены научным сообществом, или в случаях, когда сравнивается небольшое количество последовательностей ДНК (он не подходит для создания баз данных кДНК). Поскольку метод требует использования большого, неповрежденного шаблона ДНК, он имеет ограничения при работе с деградированными образцами ДНК. Его разрешающая способность значительно ниже, чем у целевых, видоспецифичных методов сравнения ДНК, таких как короткие тандемные повторы. В последние годы RAPD используется для характеристики и прослеживания филогенеза различных видов растений и животных.

Введение

Маркеры RAPD – это декамерные (длиной 10 нуклеотидов) фрагменты ДНК, полученные в результате ПЦР-амплификации случайных участков геномной ДНК с использованием единственного праймера с произвольной нуклеотидной последовательностью, способные различать генетически отличные особи, хотя и не всегда воспроизводимо. Они используются для анализа генетического разнообразия особи с помощью случайных праймеров. В связи с проблемами воспроизводимости экспериментов многие научные журналы больше не принимают к публикации исследования, основанные исключительно на данных RAPD. Для амплификации RAPD требуется только один праймер.

Как это работает

После амплификации с помощью ПЦР, образцы загружают в гель (агарозный или полиакриламидный) для проведения электрофореза в геле. Различные размеры фрагментов, полученные в результате случайной амплификации, разделяются в геле воспроизводимым образом, зависящим от источника образца. Это создает уникальный ДНК-профиль. В отличие от традиционного ПЦР-анализа, RAPD не требует предварительных знаний о последовательности ДНК целевого организма: идентичные 10-мерные праймеры либо усиливают, либо не усиливают участок ДНК, в зависимости от наличия позиций, комплементарных последовательности праймеров. Например, фрагмент не образуется, если праймеры отжигаются на слишком большом расстоянии друг от друга или 3'-концы праймеров ориентированы не друг к другу. Следовательно, если в матричной ДНК произошла мутация в участке, ранее комплементарном праймеру, продукт ПЦР не будет получен, что приведет к появлению иного рисунка амплифицированных фрагментов ДНК на геле.

Ограничения

Почти все маркеры RAPD являются доминантными, то есть невозможно определить, был ли сегмент ДНК амплифицирован из гетерозиготного (1 копия) или гомозиготного (2 копии) локуса. Кодоминантные маркеры RAPD, проявляющиеся в виде ДНК-фрагментов разного размера, амплифицированных из одного и того же локуса, встречаются крайне редко. ПЦР – это ферментативная реакция, следовательно, на результат существенно влияют качество и концентрация ДНК-матрицы, концентрации компонентов ПЦР и параметры температурного режима ПЦР. Таким образом, методика RAPD печально известна своей зависимостью от лабораторных условий и требует тщательно разработанных протоколов для обеспечения воспроизводимости. Несоответствия между праймером и матрицей могут приводить как к полному отсутствию продукта ПЦР, так и к снижению его количества. В связи с этим, интерпретация результатов RAPD может быть затруднительной, в отличие от традиционного ПЦР-анализа.