Kluczowa różnica – chodzenie chromosomów a skakanie
Chodzenie po chromosomach i przeskakiwanie chromosomów to dwa narzędzia techniczne używane w biologii molekularnej do lokalizowania genów na chromosomach i fizycznego mapowania genomów. Chodzenie po chromosomach to technika stosowana do klonowania genu docelowego w bibliotece genomowej poprzez wielokrotną izolację i klonowanie sąsiednich klonów biblioteki genomowej. Przeskakiwanie chromosomów to specjalna wersja chodzenia po chromosomach, która pokonuje punkty przerwania chodzenia po chromosomach. Chodzenie po chromosomach może sekwencjonować i mapować tylko małe długości chromosomów, podczas gdy przeskakiwanie chromosomów umożliwia sekwencjonowanie dużych części chromosomów. To jest kluczowa różnica między chodzeniem chromosomów a skokami chromosomów.
Co to jest chodzenie chromosomów?
Chodzenie po chromosomach to narzędzie, które bada nieznane sekwencje regionów chromosomów za pomocą nakładających się fragmentów restrykcyjnych. W chodzeniu po chromosomie część znanego genu jest wykorzystywana jako sonda i jest kontynuowana w celu scharakteryzowania pełnej długości chromosomu, który ma zostać zmapowany lub zsekwencjonowany. To idzie od znacznika do długości docelowej. W chodzeniu po chromosomach końce każdego nakładającego się fragmentu są używane do hybrydyzacji w celu zidentyfikowania następnej sekwencji.
Sondy są przygotowywane z końcowych fragmentów sklonowanego DNA i są subklonowane. Następnie są używane do znalezienia następnego nakładającego się fragmentu. Wszystkie te nakładające się sekwencje są wykorzystywane do budowy mapy genetycznej chromosomu i lokalizacji docelowych genów. Jest to metoda analizy długich odcinków DNA przez małe nakładające się fragmenty ze zrekonstruowanej biblioteki genomowej.
Technika chodzenia z chromosomami – kroki
- Izolacja fragmentu DNA zawierającego znany gen lub marker w pobliżu genu docelowego
- Przygotowanie mapy restrykcyjnej wybranego fragmentu i subklonowanie regionu końcowego fragmentu do użycia jako sonda
- Hybrydyzacja sondy z kolejnym nakładającym się fragmentem
- Przygotowanie mapy restrykcyjnej fragmentu 1 i subklonowanie regionu końcowego fragmentu 1 w celu użycia jako sondy do identyfikacji następnego nakładającego się fragmentu.
- Hybrydyzacja sondy z kolejnym nakładającym się fragmentem 2
- Przygotowanie mapy restrykcyjnej fragmentu 2 i subklonowanie regionu końcowego fragmentu 2, aby służyć jako sonda do identyfikacji następnego nakładającego się fragmentu
Powyższe kroki należy kontynuować do genu docelowego lub do końca 3’ całkowitej długości sekwencji.
Rysunek 01: Technika chodzenia po chromosomach
Chodzenie po chromosomach jest ważnym aspektem cytogenetyki w znajdowaniu SNP wielu organizmów i analizowaniu chorób przenoszonych genetycznie oraz znajdowaniu mutacji odpowiednich genów.
Co to są skoki chromosomów?
Skoki chromosomowe to technika stosowana w biologii molekularnej do fizycznego mapowania genomów organizmów. Technikę tę wprowadzono w celu pokonania bariery chodzenia po chromosomach, która powstała po znalezieniu powtarzających się regionów DNA podczas procesu klonowania. Dlatego technikę przeskakiwania chromosomów można uznać za specjalną wersję chodzenia po chromosomach. Jest to metoda szybka w porównaniu do kroczenia po chromosomach i umożliwia ominięcie powtarzających się sekwencji DNA, które nie są podatne na klonowanie podczas kroczenia po chromosomach. Skoki chromosomowe zmniejszają lukę między genem docelowym a dostępnymi znanymi markerami do mapowania genomu.
Narzędzie do przeskakiwania chromosomów zaczyna się od wycięcia określonego DNA za pomocą specjalnych endonukleaz restrykcyjnych i ligacji fragmentów w okrągłe pętle. Następnie do sekwencjonowania cyrkularnych pętli stosuje się starter zaprojektowany ze znanej sekwencji. Ten elementarz umożliwia przeskakiwanie i sekwencjonowanie w alternatywny sposób. W związku z tym może ominąć powtarzające się sekwencje DNA i szybko przejść przez chromosom w poszukiwaniu genu docelowego.
Odkrycia genu kodującego mukowiscydozę dokonano za pomocą narzędzia do przeskakiwania chromosomów. W połączeniu, przeskakiwanie chromosomów i chodzenie mogą usprawnić proces mapowania genomu.
Rysunek 02: Skoki chromosomów
Jaka jest różnica między chodzeniem a skakaniem chromosomów?
Chodzenie z Chromosomami a skakanie |
|
| Chromosom to narzędzie używane w biologii molekularnej do mapowania genomu i lokalizowania określonych genów. | Skoki chromosomów to narzędzie używane do fizycznego mapowania genomów i szybkiego znajdowania docelowych genów w chromosomach. |
| Porównawcze długości sekwencjonowania | |
| Tylko małe fragmenty mogą być sklonowane przez chodzenie po chromosomach. | Większe długości chromosomów mogą być mapowane przez przeskakiwanie chromosomów. |
| Klonowanie powtarzającego się DNA w chromosomach | |
| Technika chodzenia po chromosomach ma trudności z przechodzeniem przez powtarzające się sekwencje DNA znajdujące się w chromosomach. | Umożliwia ominięcie powtarzających się sekwencji DNA. Dlatego nie ma trudności z ich znalezieniem podczas sekwencjonowania. |
| Czynniki wpływające na procesy | |
| Sukces procesu zależy od wielkości genomu i odległości, którą należy „przejść” od znanej pozycji genomu do pożądanego genu. | Sukces nie zależy od wielkości genomu odległości od markera do celu. |
| Skutki niesklonowanego DNA | |
| Chodzenie chromosomowe może zostać zatrzymane przez niesklonowane fragmenty DNA. | Najniższą nutą, jaką może zagrać piccolos, jest D4. |
| Potrzeba znanej sekwencji | |
| Proces rozpoczyna się od znanego genu w pobliżu celu. | Proces wymaga znanego fragmentu do zaprojektowania podkładu. |
Podsumowanie – Chodzenie na chromosomach kontra skakanie
Chodzenie po chromosomach jest często stosowane, gdy wiadomo, że określony gen znajduje się w pobliżu wcześniej sklonowanego genu w chromosomie i można go zidentyfikować poprzez wielokrotną izolację sąsiednich klonów genomowych z biblioteki genomowej. Jednakże, gdy podczas techniki kroczenia chromosomowego zostaną znalezione powtarzające się regiony DNA, proces nie może być kontynuowany. W związku z tym technika łamie się od tego punktu. Przeskakiwanie chromosomów to narzędzie biologii molekularnej, które przezwycięża to ograniczenie w mapowaniu genomów. Omija te powtarzające się regiony DNA, które są trudne do sklonowania i pomaga w fizycznym mapowaniu genomów. To jest główna różnica między chodzeniem a skakaniem po chromosomach.
