Comments 59
Спасибо за статью!
Ну и это, напоминаю, что ДНК патогена и сам патоген — это разные вещи, как исходник и скомпилированный код. И опасность от того, что вы разбили пробирку с 10 в двенадцатой ДНК вируса турберкулёза примерно такая же, как рассыпать по полу пачку листов исходника софта запуска ядерной боеголовки.Какое чудесное сравнение!
Всего в таких центрах подготовлен 3881 специалист (маленькие группы, потому что много практики), и сейчас задача широко выйти на обучение зарубежных спецов.Т.е. 3881 — это почти все наши? Зарубежные только сейчас появляются?
А сколько вообще таких центров по стране и где они есть?
Ну здорово, что сказать… Надо о таких вещах рассказывать. Я бы в школе о таком услышал — мог бы и не в математику, а в биологию/химию пойти…
И про математику вы зря. Она у микробиологов сейчас в ДВФУ профильная. И в курсе General Medicine тоже сильная.
Будем рассказывать обязательно. Мы недавно запустили крутейший информационно-научный портал, посвященный молекулярной диагностике. если есть пользователи, причастные к науке и медицине, welcome www.pcr.ru
Аналогичное чувство. Биология нравилась, но всегда казалась закрывшейся наукой. А так-то это наука будущего. Сейчас проектируют и кодят железки, в будущем будут проектировать мясо:)
Это Rotor Gene, Амплификатор в режиме Real time http://www.interlabservice.ru/consulting/articles/rotor-gene-q-pribor-dlya-provedeniya-pcr.php
А серебристый прибор это амплификатор в режиме «реального времени» т.е. термоциклер и детектор флуоресценции в одном флаконе.
Например циклы нагрева охлаждения.
Из чего состоят реактивы? Как их синтезируют.
Что считывает светодиод (детектор), почему и как светиться препарат.
Почему при ПЦР искомая ДНК вируса множиться, а человеческая (из слюны или крови — нет)?
К слову, это «авторы» этого ветерана с первого фото (впервые выпущен, если не изменяет память, в 98-ом) и современного, весьма конкурентоспособного с импортным, оборудования.
Заранее извиняюсь, за фактические ошибки, мог забыть какие-то детали, пытался описать суть.
ПЦР — это просто реакция копирования ДНК, это конечно, хорошо, но хочется гораздо большего, поэтому существует over 9000 методов, построенных на базе ПЦР.
Например, определение количества патогена это реакция «ПЦР в реальном времени», и даже разновидностей «ПЦР в реальном времени» over 9000 с разными реагентами и т.п.
Для проведения определенной реакции не надо знать всего-всего про ПЦР, лаборанты действуют по четкому алгоритму соответствующему конкретному методу, знают, что надо сделать 1-2-3, и получится результат, причем большую часть делает аппаратура и ПО.
Для начала надо понять, что такое ДНК.
Есть 4 вещества: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Можно каждому сопоставить цифру, например. А потом, соединив последовательно в порядке, каком мы захотим закодировать что-то. Например: «АТТГЦЦТА».
Но ДНК состоит из двух цепочек, которые, как говорят «комплиментарны». Это значит, что на второй цепочке всегда напротив аденина — тимин, напротив гуанина — цитозин. Т.е вторая цепочка всегда однозначно соответствует другой цепочке.
При нагревании спираль ДНК разъединияется на две цепочки, при охлажении — конденсируется, т.е две цепочки обратно соединяются.
Как я уже говорил, ПЦР — это реация копирования ДНК, но чтобы скопироваться, нужна «затравка». Покажу на примере.
Есть ДНК
АЦЦТГАТЦГА
ТГГАЦТАГЦТ
при нагревании до 94-96 градусов (фаза денатурации) она, разъединяется, первая цепочка
АЦЦТГАТЦГА
Но её скопировать нельзя, т.к нужна затравка, затравка это несколько уже готовых элементов второй цепи:
АЦЦТГАТЦГА
ТГГА
вот такую скопировать можно.
Где взять затравку? Обычно затравка это известная последовательность, которая присутствует в каком-то патогене и только в нем. Эту затравку называют «праймер».
Откуда берут эту последовательность? Лаборатории их покупают у специальных компаний, которые их изготавливают. А изготавливают их химически, за каждую «буковку» по «рублю», поэтому последовательность длинной 10 символов синтезировать можно, и не очень дорого, а целиком ДНК, например, человеческий очень дорого, да и на самом деле чем длинней цепочка, тем хуже идет химический синтез, т.к раствор «замусоревается». Есть способы обхода, но это отдельный разговор.
Праймер этот при понижении температуры до 68 градусов сам найдет нужный участок цепочки ДНК и присоединится.
Теперь про синтез.
Синтез происходит с помощью специальной биологической молекулы, которая называется taq-полимераза, которую изначально выделили из специального вида бактерии.
Эта бактерия выхватывает А, Т, Ц, Г из раствора и присоединяет по одной букве, при примерно 72 градусах.
Где берут лаборатории эту полимеразу? Тоже, покупают. Промышленное производство taq-полимеразы — отдельный, сложный вопрос. И занимаются этим специальные компании. Можно её выделять из бактерии и очищать. Можно производить её с помощью генной инженерии, т.е научить другую бактерию прозводить её и.т.п. Как точно сейчас это делают — не вкурсе. Кстати, производителей, тоже, много и видов полимеразы, тоже много, есть более точные, есть менее точные, отличаются множество других характеристик.
Вот в этом и заключается ПЦР.
Заметьте, ничего о считывании и о свечении я не писал. Потому что в базовой реакции ПЦР ничего не светится.
Но гораздо полезнее, например, если можно будет посчитать количество патогена. Для этого в раствор добавляют специальный реагент, и при присоединении какой-то определенной буквы этот реагент будет светиться. И чем больше было ДНК изначально, тем больше будет его и в конце, и тем больше света мы увидим.
— Вопросы:
1. Например циклы нагрева охлаждения.
Этап 1: 92-95 градусов: денатурация: разделение спирали днк на две цепочки
Этап 2: 68 градусов: отжиг: присоединение праймеров к цепочкам
Этап 3: 72 градуса: копирование ДНК с помощью taq-полимеразы
Затем все повторяется несколько раз.
Устройство, в котором проводят реакцию называется «амплификатор, оно достаточно простое, и не дорогое по сравнение с другим оборудованием для биотехнологий, фактически это термостат, который управляются с компьютера со встроеным светодиодом. Если не ошибаюсь, можно купить тысяч за 100 рублей.
2. Из чего состоят реактивы? Как их синтезируют.
А, Т, Ц, Г, taq-полимераза, праймер. Лаборатории их покупают у спец. фирм.
Что считывает светодиод (детектор), почему и как светиться препарат.
Считывает количество света. Светится, т.к в растворе плавает спец. реагент.
3. Почему при ПЦР искомая ДНК вируса множиться, а человеческая (из слюны или крови — нет)?
Потому что „праймер“ соответствует вирусной цепочке, а а в человеческой цепочке такого кода нет, праймер специально так подбирают, чтобы в вирусной ДНК такой код был, а в человеческой — нет.
Но её скопировать нельзя, т.к нужна затравка, затравка это несколько уже готовых элементов второй цепи:
А почему копирование не происходит без праймера?
Т.е. taq-полимераза просто добавляет комплиментарные буквы где попало или оно всегда добавляет комплиментарную букву к концу уже существующей цепочки? Если второе, тогда понятно зачем нужны праймеры.
Кстати, википедия подсказывает, что любое удвоение ДНК всегда происходит с праймером, что это не какой-то такой особый экзотический механизм из экзотической бактерии, а удвоение так происходит всегда.
К концу уже существующей цепочки. step-by-step по одной букве.
Реквестую пост про ИФА — там не менее интересно, только железо стоит как чугунные мосты.
Или по паре молекул слюны на месте преступления найти преступника
Насколько дорога данная технология? Сколько, например, человеко-часов и/или денег будет стоить такое исследование?
Сайт: agrogen.com.ua
И опасность от того, что вы разбили пробирку с 10 в двенадцатой ДНК вируса турберкулёза примерно такая же, как рассыпать по полу пачку листов исходника софта запуска ядерной боеголовки.
Но ведь туберкулёз (кстати опечатка в названии) вызывается микобактериями?...
Чтобы диагностировать вашу коровку на бешенство и грипп, понадобится две дозы крови и две разные реакции.
Но ведь коровье бешенство — прионная болезнь, т.е. вызванная белками неправильной третичной структуры, которые катализируют неправильное сворачивание у других таких же белков. Так что по идее анализом на ДНК/РНК её не диагностировать.
www.youtube.com/watch?v=x5yPkxCLads
Если праймеры — хеш от ДНК, то зачем после процесса проводить анализ на ДНК, если можно посчитать количество праймеров?
Это максимально короткая последовательность ДНК которая присутствует в патогене, но которой нет в человеческой ДНК.
Что значит посчитать количество праймеров?
Было 1000 праймеров и 10 патогенных ДНК, после гибридизации стало 990 праймеров плавать в растворе (10 присоединилось к патогенному ДНК), таким образом можно сделать вывод по числу 990, что патогенных ДНК было изначально 10. Так что ли?
Как посчитать количество праймеров? Их не посчитаешь.
Вещество А от света частоты Fa активируется и может передать энергию активации веществу Б, которое в свою очередь испустит свет частоты Fb.
Это если они находятся близко, если они прицепились соседями при сборке цепочки ДНК.
А если они плавают в растворе, то вещество А не передает энергию веществу Б, соответственно мы светим в раствор с частотой Fa, и не видим в ответ света с частотой Fb, а если полимераза их прицепила соседями, то свет частотой Fb видим.
Михаил, например, летал на эболу, на оба птичьих гриппа и ещё много куда.
… Мишка задрал 5 собак и потом напал на бабку
А можете ещё пояснить этот момент:
Для этого молекулу режут по известному участку, потом склеивают обрезки.
Как технически происходит «резка» ДНК в нужном месте?
Способов множество.
Сначала открыли эндонуклеазы рестрикции, к примеру эндонуклеаза EcoRI режет всегда так
В последнее время все носятся с CRISPR / CAS9, там можно резать по любой желаемой для исследователя последовательности. Но изготовить реагенты стоит денег не малых.
На самом деле и до CRISPR / CAS9 была масса способов резать ДНК, цинковые ножницы например, и далее появляются новые способы разрезать ДНК. Они различаются точностью, ценой, получаемым результатом.
Так что ответ на вопрос «Как технически происходит «резка» ДНК в нужном месте?», будет вопрос «Вам какой из способов описать?»
Полимеразная цепная реакция и Владивосток