Ni nini msingi wa mseto wa DNA? Ingawa mfuatano wa DNA yenye nyuzi mbili kwa ujumla ni dhabiti chini ya hali ya kisaikolojia, kubadilisha hali hizi katika maabara (kawaida kwa kuinua halijoto iliyoko) kutasababisha molekuli kujitenga katika nyuzi moja moja. Hizi za mwisho zinakamilishana, lakini pia zinaweza kukamilisha mfuatano mwingine uliopo katika mazingira yao. Kupunguza halijoto iliyoko huruhusu molekuli zenye ncha moja kunyanyua au "kuchanganya" zenyewe. Hii ndiyo mbinu ya kuchanganya DNA.
Dhana kutoka kwa mtazamo wa baiolojia ya molekuli
Wanasayansi wanaohusika katika urudufishaji wa DNA na unukuzi wa DNA hadi RNA wanategemea vivuka vya nyukleotidi na mbinu za baiolojia ya molekuli. Hii ni pamoja na bloti za Kusini na Kaskazini, polymerase chain reaction (PCR), na mbinu nyingi za mseto na mpangilio wa DNA-RNA.
Maombi
Mseto ni sifa kuu ya nyukleotidimfuatano na hutumika katika mbinu nyingi za baiolojia ya molekuli. Uhusiano wa jumla wa kijeni wa spishi mbili unaweza kuamuliwa kwa kuchanganya sehemu za DNA zao (DNA-DNA hybridization). Kwa sababu ya mfuatano wa kufanana kati ya viumbe vinavyohusiana kwa karibu, halijoto ya juu zaidi inahitajika ili kuyeyusha mahuluti kama hayo ya DNA ikilinganishwa na viumbe vilivyo mbali zaidi. Mbinu mbalimbali hutumia mseto kubainisha asili ya sampuli ya DNA, ikijumuisha mmenyuko wa mnyororo wa polimerasi (PCR). Katika njia nyingine, mfuatano mfupi wa DNA huchanganywa hadi mRNA ya seli ili kutambua jeni zilizoonyeshwa. Makampuni ya dawa yanachunguza matumizi ya antisense RNA ili kujifunga kwa mRNA isiyotakikana, na hivyo kuzuia ribosomu kutafsiri mRNA hadi protini.
Mseto wa DNA-DNA kwa ujumla hurejelea mbinu ya baiolojia ya molekuli ambayo hupima kiwango cha ufanano wa kijeni kati ya vikundi vingi vya mfuatano wa DNA. Kawaida hutumiwa kuamua umbali wa maumbile kati ya viumbe viwili. Imetumika sana katika filojinia na taksonomia.
Mbinu
DNA kutoka kwa kiumbe kimoja iliwekwa lebo, kisha ikachanganywa na DNA isiyo na lebo ambayo inaweza kulinganishwa nayo. Mchanganyiko huo huamilishwa ili kuruhusu nyuzi za DNA kutengana na kisha kupoa ili kuunda DNA iliyounganishwa mara mbili iliyozalishwa upya. Msururu wa mseto wenye kiwango cha juu cha kufanana utafunga kwa nguvu zaidi na kuhitaji nishati zaidi ili kuwatenganisha: yaani, hutengana wakati wa joto kwa juu zaidi.halijoto kuliko mfuatano tofauti, mchakato unaojulikana kama "kuyeyuka kwa DNA".
DNA kuyeyuka
Kutathmini wasifu myeyuko wa DNA iliyochanganywa, DNA yenye nyuzi mbili hufungamana na kile kinachoitwa "safu" na mchanganyiko unaotokana huwashwa moto. Katika kila hatua, safu huoshwa na mifuatano ya DNA inayoyeyuka huwa imekwama moja na kuosha safu. Viwango vya halijoto vilivyo na lebo ya DNA hutoka kwenye safu huonyesha kiasi cha mfanano kati ya mfuatano (na mchoro wa kujikunja hutumika kama kidhibiti). Matokeo haya yanaunganishwa ili kuamua kiwango cha kufanana kwa maumbile kati ya viumbe. Kulingana na biolojia ya kisasa, uchanganyaji wa DNA hauwezekani bila kuelewa mambo haya.
Wakati aina nyingi za asidi ya ribonucleic (au deoxyribonucleic) zinalinganishwa kwa njia hii, thamani za mfanano huruhusu spishi kuwekwa kwenye mti wa filojenetiki. Kwa hiyo, hii ni mojawapo ya mbinu zinazowezekana za kufanya utaratibu wa Masi. Charles Sibley na John Ahlquist, waanzilishi wa mbinu hii, walitumia mseto wa DNA-DNA kuchunguza uhusiano wa filojenetiki ya ndege (taxonomia ya Sibley-Ahlquist) na nyani.
Umuhimu kwa biolojia
Mseto wa DNA-DNA ndicho kiwango cha dhahabu cha kutofautisha spishi za bakteria, chenye thamani ya kufanana ya zaidi ya 70%, ikionyesha kuwa aina zinazolinganishwa ni za spishi tofauti. Mnamo 2014, kiwango cha juu cha kufanana kilipendekezwa kwa 79% kwa kutenganisha spishi ndogo za bakteria.
Wakosoaji wanashikilia kuwa mbinu hiyo si sahihi kwa kulinganisha spishi zinazohusiana kwa karibu, kwa vile jaribio lolote la kupima tofauti kati ya mfuatano halisi kati ya viumbe hulemewa na mseto wa viumbe fanani katika jenomu ya kiumbe hai. Mfuatano wa DNA na ulinganishaji wa mfuatano wa kimahesabu ndiyo njia inayotumiwa sana kwa sasa kubainisha umbali wa kijeni, ingawa mbinu hii bado inatumika katika biolojia kusaidia kutambua bakteria.
Njia ya sasa ni kufanya mseto wa DNA-DNA katika silikoni kwa kutumia jenomu zilizopangwa kikamilifu au kwa kiasi. GGDC iliyotengenezwa na DSMZ ndicho chombo sahihi zaidi kinachojulikana cha kukokotoa thamani zinazofanana na DDH. Miongoni mwa maboresho mengine ya algoriti, husuluhisha tatizo kwa mifuatano isiyoeleweka kwa kuzichuja kwa uangalifu kutoka kwa mechi kati ya mfuatano wa jenomu mbili.
mbinu ya SAMAKI
Fluorescence In Situ Hybridization (SAMAKI) ni mbinu ya kimaabara inayotumiwa kutambua na kupanga DNA, mara nyingi kwenye kromosomu mahususi.
Mnamo 1969, Joseph Gall na Mary Lou Pardu walichapisha karatasi inayoonyesha kwamba nakala za mionzi za mfuatano wa DNA ya ribosomal zinaweza kutumiwa kugundua mfuatano wa DNA kwenye kiini cha yai la chura. Tangu uchunguzi huu wa awali, marekebisho mengi yameongeza uhodari naunyeti wa utaratibu kiasi kwamba katika situ mseto ("mahali", Kilatini) sasa inachukuliwa kuwa chombo muhimu katika cytogenetics. (Neno in situ sasa pia linatumiwa kurejelea hatua ya awali ya ukuaji wa kansa, wakati tishu za epithelial pekee ndizo zinazohusika katika mchakato wa patholojia.)
Msururu wa mseto wa fluorescent
Vichunguzi vya RNA vinaweza kuundwa kwa ajili ya jeni yoyote au mfuatano wowote ndani ya jeni ili kuibua lncRNA na miRNA mRNA katika tishu na seli. SAMAKI hutumiwa kwa kuchunguza mzunguko wa uzazi wa seli, hasa muingiliano wa nyuklia kwa kasoro zozote za kromosomu. FISH hukuruhusu kuchanganua safu kubwa ya visa vya kumbukumbu, ni rahisi zaidi kutambua kromosomu iliyotambuliwa kwa kuunda uchunguzi na msingi wa kromosomu bandia ambao utavutia kromosomu sawa.
Alama za mseto kwa kila uchunguzi wakati tatizo la nyuklia linapogunduliwa: kila uchunguzi wa utambuzi wa mRNA na lncRNA huwa na jozi 20 za oligonucleotidi, kila jozi huchukua nafasi ya 40-50 bp. uk. Wachunguzi hutumia kemia miliki ili kugundua mRNA.
Mseto kwa kutumia vichunguzi vya DNA
Vichunguzi mara nyingi hutengenezwa kutoka kwa vipande vya DNA ambavyo vimetengwa, kusafishwa na kuimarishwa kwa ajili ya matumizi katika muundo wa jenomu la binadamu. Saizi ya jenomu la mwanadamu ni kubwa sana ikilinganishwa na urefu ambao unaweza kupangwa moja kwa moja hivi kwamba ni muhimu kuigawanya katikavipande vipande. Hatimaye, vipande hivi viliagizwa kwa kuchimba nakala ya kila kipande katika vitengo vidogo zaidi kwa kutumia endonuclease maalum kwa mfuatano ili kupima ukubwa wa kila kipande kidogo kwa kutumia kromatografia ya kutojumuisha ukubwa kwa kutumia maelezo haya ili kubainisha ni wapi vipande vikubwa vilipishana..
Ili kuhifadhi vipengee kwa mfuatano wao mahususi wa DNA, vipande viliongezwa kwenye mfumo wa idadi ya bakteria inayojirudia kila mara. Idadi ya kromosomu ya bakteria, kila idadi ya watu inayodumisha kromosomu moja ya bandia, huhifadhiwa katika maabara mbalimbali duniani kote. Kromosomu Bandia (BACs) zinaweza kukuzwa, kutolewa na kuwekewa lebo katika maabara yoyote iliyo na maktaba. Maktaba za genomic mara nyingi hupewa jina la taasisi ambazo zilitengenezwa. Mfano ni maktaba ya RPCI-11, iliyopewa jina la Taasisi ya Saratani ya Roswell huko Buffalo (New York, Marekani). Vipande hivi huunda takriban jozi elfu 100 na ndio msingi wa uchunguzi mwingi wa SAMAKI.
