Różnica między chodzeniem i skakaniem przez chromosomy

Kluczowa różnica - Chromosome Walking vs Jumping
 

Chodzenie po chromosomach i skakanie z chromosomów to dwa narzędzia techniczne stosowane w biologii molekularnej do lokalizacji genów na chromosomach i fizycznego mapowania genomów. Chodzenie po chromosomach jest techniką stosowaną do klonowania genu docelowego w bibliotece genomowej poprzez powtarzaną izolację i klonowanie sąsiednich klonów biblioteki genomowej. Skakanie z chromosomami to specjalna wersja chodzenia chromosomalnego, która pokonuje punkty przerwania chodzenia chromosomalnego. Chodzenie po chromosomach może tylko sekwencjonować i mapować małe długości chromosomów, natomiast przeskakiwanie chromosomów umożliwia sekwencjonowanie dużych części chromosomów. Jest to kluczowa różnica między chodzeniem chromosomalnym a skakaniem chromosomalnym.

ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest Chromosom
3. Co to jest skakanie z chromosomów
4. Porównanie obok siebie - Chromosome Walking vs Jumping
5. Podsumowanie

Co to jest Chromosome Walking?

Chodzenie po chromosomach jest narzędziem, które bada nieznane regiony sekwencji chromosomów, wykorzystując nakładające się fragmenty restrykcyjne. W chodzeniu po chromosomie część znanego genu jest używana jako sonda i kontynuowana jest charakteryzacja pełnej długości chromosomu, który ma zostać zmapowany lub zsekwencjonowany. Od markera do długości docelowej. W chodzeniu po chromosomach końce każdego nakładającego się fragmentu są wykorzystywane do hybrydyzacji w celu zidentyfikowania następnej sekwencji.

Sondy przygotowuje się z końcowych kawałków sklonowanego DNA i subklonuje. Następnie służą do znalezienia następnego nakładającego się fragmentu. Wszystkie te nakładające się sekwencje są wykorzystywane do konstruowania mapy genetycznej chromosomu i lokalizacji genów docelowych. Jest to metoda analizy długich odcinków DNA za pomocą małych nakładających się fragmentów z zrekonstruowanej biblioteki genomowej.

Chromosomalna technika chodzenia - kroki

1. Izolacja fragmentu DNA, który zawiera znany gen lub marker w pobliżu genu docelowego

2. Przygotowanie mapy restrykcyjnej wybranego fragmentu i subklonowanie regionu końcowego fragmentu w celu użycia go jako sondy
3. Hybrydyzacja sondy z kolejnym nakładającym się fragmentem
4. Przygotowanie mapy restrykcyjnej fragmentu 1 i subklonowanie regionu końcowego fragmentu 1 do wykorzystania jako sondy do identyfikacji następnego nakładającego się fragmentu.
5. Hybrydyzacja sondy z kolejnym nakładającym się fragmentem 2

6. Przygotowanie mapy restrykcyjnej fragmentu 2 i subklonowanie regionu końcowego fragmentu 2 w celu sondowania do identyfikacji następnego nakładającego się fragmentu

Powyższe kroki powinny być kontynuowane aż do genu docelowego lub do końca 3 'całkowitej długości sekwencji.

Ryc. 01: Technika chodzenia z chromosomem

Chodzenie po chromosomach jest ważnym aspektem cytogenetyki w znajdowaniu SNP wielu organizmów i analizie chorób przenoszonych genetycznie i znajdowaniu mutacji odpowiednich genów.

Co to jest skakanie z chromosomów?

Skakanie z chromosomów jest techniką stosowaną w biologii molekularnej do fizycznego mapowania genomów organizmów. Technikę tę wprowadzono, aby pokonać barierę chodzenia chromosomalnego, która powstała po znalezieniu powtarzających się regionów DNA podczas procesu klonowania. Dlatego technikę skoku na chromosomie można uznać za specjalną wersję chodzenia po chromosomie. Jest to szybka metoda w porównaniu z chodzeniem chromosomalnym i umożliwia ominięcie powtarzalnych sekwencji DNA, które nie są podatne na klonowanie podczas chodzenia chromosomalnego. Skoki chromosomalne zawężają lukę między genem docelowym a dostępnymi znanymi markerami do mapowania genomu.

Narzędzie do przeskakiwania chromosomów rozpoczyna się od wycięcia określonego DNA za pomocą specjalnych endonukleaz restrykcyjnych i ligacji fragmentów w okrągłe pętle. Następnie starter zaprojektowany ze znanej sekwencji jest wykorzystywany do sekwencjonowania kołowych pętli. Ten podkład umożliwia skakanie i sekwencjonowanie w alternatywny sposób. Dlatego może ominąć powtarzające się sekwencje DNA i szybko przejść przez chromosom w poszukiwaniu genu docelowego.

Odkrycie genu kodującego mukowiscydozę przeprowadzono za pomocą narzędzia do skakania chromosomów. W połączeniu skakanie i chodzenie chromosomowe może usprawnić proces mapowania genomu.

Rycina 02: Skakanie z chromosomów

Jaka jest różnica między Chromosomem a Skakaniem?

Chromosome Walking vs Jumping
Chromosom jest narzędziem stosowanym w biologii molekularnej do mapowania genomu i lokalizowania określonych genów.	Skakanie z chromosomów jest narzędziem stosowanym do fizycznego mapowania genomów i szybkiego znajdowania genów docelowych w chromosomach.
Porównawcze długości sekwencjonowania
Tylko małe fragmenty mogą być klonowane przez chodzenie chromosomalne.	Większe długości chromosomów mogą być mapowane przez przeskakiwanie chromosomów.
Klonowanie powtarzalnego DNA w chromosomach
Technika chodzenia po chromosomach ma trudności z przejściem 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
Powodzenie tego procesu zależy od wielkości genomu i odległości, którą należy „przejść” ze znanej pozycji genomowej w kierunku pożądanego genu.	Sukces nie zależy od wielkości genomu odległości od markera do celu.
Wpływ niesklonowanego DNA
Chodzenie chromosomalne można zatrzymać za pomocą sklonowanych fragmentów DNA.	Najniższą nutą, jaką mogą odtwarzać pikkole, jest D4.
Potrzeba znanej sekwencji
Proces rozpoczyna się od znanego genu w pobliżu celu.	Proces wymaga znanego fragmentu do projektowania starterów.

Podsumowanie - Chromosome Walking vs Jumping

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. Jednak gdy w technice chodzenia chromosomalnego zostaną znalezione powtarzające się regiony DNA, proces nie może być kontynuowany. Dlatego technika zrywa się z tym punktem. Skakanie z chromosomów jest molekularnym narzędziem biologicznym, które pokonuje to ograniczenie w mapowaniu genomów. Pomija te powtarzające się regiony DNA, które są trudne do klonowania i pomaga w fizycznym mapowaniu genomów. Jest to główna różnica między chodzeniem i skakaniem przez chromosomy.

Bibliografia:
1. Nakaseko, Yukinobu, Yasuhisa Adachi, Shin-ichi Funahashi, Osami Niwa i Mitsuhiro Yanagida. „Chodzenie po chromosomach wykazuje wysoce homologiczną powtarzalną sekwencję obecną we wszystkich centromerowych regionach drożdży rozszczepialnych”. Dziennik EMBO. U.S. National Library of Medicine, maj 1986. Web. 22 marca 2017 r
2. Taheri, Ali. „Chromosomy chodzą i skaczą”. Postępy w inżynierii genetycznej. OMICS International, 30 października 2013 r. Internet. 22 marca 2017 r