Картирование генома и обратная генетика. Буторина А.К - 45 стр.

                                   45
новение многих нейродегенеративных заболеваний у человека и животных
(наиболее яркий пример – коровье бешенство) связано с наличием в их ор-
ганизме прионов – белков с ненормальным фолдингом.
      В протеомике сразу был взят медицинский уклон: в первую очередь
стали изучать те белки, которые важны для понимания механизма заболе-
вания и диагностики. Протеом человека содержит ≈ 250 тыс. различных
белков, в то время как число белок-кодирующих генов всего ≈32 тыс. Та-
кое оказалось возможным благодаря альтернативному сплайсингу и свиде-
тельствует о том, что в геноме осуществляется принцип экономии генети-
ческого материала (компактная запись), а с другой стороны, благодаря
регулируемой комбинаторике экзонов достигается большой выбор генных
продуктов – белков.

     2.5. ДНК-микрочипы (ДНК-поля) и примеры их использования
                       для изучения геномов

       Новым достижением изучения геномов является создание ДНК-
микрочипов – ДНК-анализирующих матриц.
      Микрочип представляет собой стеклянную подложку размером не-
сколько сантиметров, на которую робот наносит (иммобилизует = химиче-
ски пришивает с помощью ультрафиолета) длинные фрагменты генов
(ДНК-пробы длиной до 1000 нуклеотидов) или кДНК (чаще). Перед нане-
сением на чип молекулы ДНК амплифицируются (умножаются) с помо-
щью ПЦР. Ультрафиолет стимулирует образование химических связей
между стеклом и ДНК. Матрица состоит из сотен и тысяч ячеек. Плотность
ячеек-полей составляет 1 млн. точек на 1 см2, где каждая точка – отдельная
проба. На такой биочип (размером всего несколько см) можно “положить”
сразу весь геном той или иной живой системы. В каждой из этих ячеек за-
креплен маркированный фрагмент, полученный в результате разрезания
исходной молекулы ДНК на огромное число фрагментов. Длина фрагмен-
тов во всех ячейках одинаковая, отличаются они лишь последовательно-
стью нуклеотидов. Современные ДНК-поля уже сейчас содержат до 10
тыс. генов на один чип. Эффективность микрочипов обусловлена возмож-
ностью параллельного проведения огромного количества специфических
реакций и взаимодействий молекул биополимеров.
      На рисунке 15 показан принцип действия ячейки ДНК микрочипа,
основанного на комплементарных взаимодействиях A с T и G с C в двух
нитях ДНК. Фрагмент одноцепочечной ДНК фиксирован в одной из ячеек
микрочипа и избирательно связывает из многих добавленных к микрочипу
флуоресцентно меченых фрагментов ДНК (например, генома человека)
только комплементарный. Т.е. если последовательность оснований в одной
нити ДНК (или олигонуклеотида) полностью комплементарна последова-
тельности другой нити, то образуется стабильная двухнитчатая спираль –
дуплекс. В результате только этот элемент микрочипа начинает светиться.
Присутствие некомплементарной пары, например G-G, предотвращает об-