Ключова разлика – хромозомно ходене срещу скачане
Хромозомното ходене и хромозомното скачане са два технически инструмента, използвани в молекулярната биология за локализиране на гени в хромозомите и физическо картографиране на геномите. Хромозомното ходене е техника, използвана за клониране на целеви ген в геномна библиотека чрез многократно изолиране и клониране на съседни клонове на геномната библиотека. Хромозомното скачане е специална версия на хромозомното ходене, която преодолява точките на прекъсване на хромозомното ходене. Хромозомното ходене може да секвенира и картографира само малки дължини от хромозоми, докато хромозомното скачане позволява секвениране на големи части от хромозоми. Това е ключовата разлика между хромозомното ходене и хромозомното скачане.
Какво е ходене по хромозомите?
Chromosome walking е инструмент, който изследва неизвестните последователни области на хромозомите чрез използване на припокриващи се рестрикционни фрагменти. При хромозомното ходене част от известен ген се използва като сонда и продължава с характеризиране на пълната дължина на хромозомата, която трябва да бъде картографирана или секвенирана. Това преминава от маркера до целевата дължина. При хромозомното ходене краищата на всеки припокриващ се фрагмент се използват за хибридизация за идентифициране на следващата последователност.
Сондите се приготвят от крайните части на клонирана ДНК и се субклонират. След това те се използват за намиране на следващия припокриващ се фрагмент. Всички тези припокриващи се последователности се използват за конструиране на генетичната карта на хромозомата и локализиране на целевите гени. Това е метод за анализиране на дълги участъци от ДНК чрез малки припокриващи се фрагменти от реконструираната геномна библиотека.
Техника за ходене по хромозоми – стъпки
- Изолиране на ДНК фрагмент, който съдържа известния ген или маркер близо до целевия ген
- Подготовка на рестрикционната карта на избрания фрагмент и субклониране на крайната област на фрагмента за използване като сонда
- Хибридизация на сондата със следващия припокриващ се фрагмент
- Подготовка на рестрикционната карта на фрагмент 1 и субклониране на крайната област на фрагмент 1 за използване като сонда за идентифициране на следващия припокриващ се фрагмент.
- Хибридизация на сондата със следващия припокриващ се фрагмент 2
- Подготовка на рестрикционната карта на фрагмент 2 и субклониране на крайната област на фрагмент 2, за да служи като сонда за идентифициране на следващия припокриващ се фрагмент
Стъпките по-горе трябва да продължат до целевия ген или до 3' края на общата дължина на последователността.
Фигура 01: Техника за ходене по хромозомите
Хромозомното ходене е важен аспект на цитогенетиката при намирането на SNP на много организми и анализирането на генетично предаваните болести и откриването на мутации на съответните гени.
Какво е хромозомен скок?
Chromosomal jumping е техника, използвана в молекулярната биология за физическо картографиране на геномите на организмите. Тази техника е въведена, за да се преодолее бариерата на хромозомното ходене, която възниква при намирането на повтарящи се участъци на ДНК по време на процеса на клониране. Следователно техниката на хромозомно скачане може да се разглежда като специална версия на хромозомното ходене. Това е бърз метод в сравнение с хромозомното ходене и позволява заобикаляне на повтарящите се ДНК последователности, които не са склонни да бъдат клонирани по време на хромозомното ходене. Хромозомното прескачане стеснява разликата между целевия ген и наличните известни маркери за картографиране на генома.
Инструментът за прескачане на хромозоми започва с разрязването на специфична ДНК със специални рестрикционни ендонуклеази и лигиране на фрагментите в кръгли бримки. След това праймер, проектиран от известна последователност, се използва за секвениране на кръговите бримки. Този праймер позволява скачане и последователност по алтернативен начин. Следователно, той може да заобиколи повтарящите се ДНК последователности и бързо да премине през хромозомата за търсене на целевия ген.
Откриването на гена, кодиращ болестта кистозна фиброза, е направено с помощта на инструмента за хромозомно прескачане. Комбинирани заедно, хромозомното скачане и ходенето могат да подобрят процеса на картографиране на генома.
Фигура 02: Хромозомни скокове
Каква е разликата между хромозомно ходене и скачане?
Хромозомно ходене срещу скачане |
|
| Хромозомата е инструмент, използван в молекулярната биология за геномно картографиране и локализиране на специфични гени. | Chromosome jumping е инструмент, използван за физическо картографиране на геноми и бързо намиране на целеви гени в хромозомите. |
| Сравнителни дължини на секвениране | |
| Само малки фрагменти могат да бъдат клонирани чрез хромозомно ходене. | По-големите дължини на хромозомите могат да бъдат картографирани чрез хромозомно прескачане. |
| Клониране на повтаряща се ДНК в хромозоми | |
| Техниката за ходене по хромозоми има трудности при преминаването през повтарящите се ДНК последователности, открити в хромозомите. | Позволява заобикаляне на повтарящите се ДНК последователности. Следователно няма трудности, когато ги намира по време на секвенирането. |
| Фактори, влияещи върху процесите | |
| Успехът на процеса зависи от размера на генома и разстоянието, което трябва да бъде "изминато" от известна геномна позиция към желания ген. | Успехът не зависи от размера на генома или разстоянието от маркера до целта. |
| Ефекти от неклонирана ДНК | |
| Хромозомното ходене може да бъде спряно от неклонирани ДНК фрагменти. | Най-ниската нота пиколо, която може да изсвири е D4. |
| Необходимост от известна последователност | |
| Процесът започва с известен ген близо до целта. | Процесът изисква известен фрагмент за проектиране на грунд. |
Обобщение – Хромозомно ходене срещу скачане
Хромозомното ходене често се прилага, когато е известно, че конкретен ген се намира близо до преди това клониран ген в хромозома и е възможно да бъде идентифициран с многократно изолиране на съседни геномни клонове от геномната библиотека. Въпреки това, когато се открият повтарящи се участъци на ДНК по време на техниката на хромозомно ходене, процесът не може да бъде продължен. Следователно техниката се прекъсва от тази точка. Хромозомното прескачане е молекулярно-биологичен инструмент, който преодолява това ограничение за картографиране на геноми. Той заобикаля тези повтарящи се участъци на ДНК, които са трудни за клониране, и помага при физическото картографиране на геномите. Това е основната разлика между хромозомното ходене и скачането.
