Cos'è un oligonucleotide?

Un oligonucleotide è una breve catena di molecole di DNA o RNA che ha molti usi nella biologia molecolare e nella medicina.Viene usato come sonda per screening per malattie, infezioni virali e per identificare i geni negli esperimenti di biologia molecolare.Viene anche usato come primer in un tipo di sequenziamento del DNA.

Per comprendere un oligonucleotide, aiuta a comprendere la struttura del DNA.Le molecole di DNA sono bobine molto lunghe di due fili, realizzati in quattro diverse unità di base nucleotidiche, disposte in vari ordini.Ogni unità ha una base complementare che si lega, quindi ogni filo ha un set opposto di basi che la legano.Queste basi possono formare una grande varietà di combinazioni diverse ed è la combinazione di basi che fornisce il codice genetico.Il DNA è trascritto per produrre RNA di messaggero (mRNA), che viene quindi tradotto per produrre proteine.

Gli oligonucleotidi sono identificati dalla loro lunghezza della catena.Ad esempio, un oligonucleotide che è lungo dieci basi nucleotidici sarebbe chiamato dieci mer .Sono generalmente sintetizzati chimicamente e il tipo di sintesi limita la lunghezza della catena a meno di 60 basi lunghe.

In un tipo di sequenziamento del DNA noto come sequenziamento della dideossia , gli oligonucleotidi sono usati come primer, in modo che l'enzima che produceIl DNA avrà un modello da cui lavorare.Viene utilizzato il DNA a singolo filamento e un oligonucleotide complementare al filamento di DNA viene sintetizzato usando una macchina automatizzata.La DNA polimerasi che sintetizza il DNA continua ad aggiungere al primer e sintetizza il filamento opposto del DNA.Questa reazione produce DNA a doppio filamento.

Un uso più recente di oligonucleotidi come primer è nella reazione a catena della polimerasi (PCR) che viene utilizzata per amplificare piccoli frammenti di DNA.Questa tecnica ha usi altamente pratici, come nei test forensi e di paternità.Ha anche rivoluzionato la ricerca in medicina e le scienze biologiche, poiché è spesso utilizzata in esperimenti di ingegneria genetica.

Una serie di sonde oligonucleotidiche viene spesso utilizzata per isolare i geni da una libreria di geni o DNA complementari (CDNA).Le librerie di cDNA sono costituite da DNA a doppio filamento, in cui un filo deriva da un filamento di mRNA e l'altro è complementare ad esso.Tali biblioteche hanno il vantaggio di non avere le lacune che si trovano spesso nei geni di organismi superiori.

La struttura dei geni di molti organismi è nota, a causa di progetti di sequenziamento ed è disponibile al pubblico.Se si vuole clonare un gene da un altro organismo, si può vedere ciò che è noto sul gene in altri organismi e le sonde di progettazione basate su aree comuni in quelle sequenze.I ricercatori hanno quindi una serie di sonde oligonucleotidiche sintetizzate che tengono conto delle possibili variazioni nell'area comune.Schermano la libreria con quelle sonde e cercano oligonucleotidi che si legano.Molti geni sono stati identificati in questo modo.

Un oligonucleotide antisenso contiene un singolo filamento di RNA o DNA che è il complemento di una sequenza di interesse.Una volta che una particolare codifica genica per una proteina è stata clonata, l'RNA antisenso viene spesso usato per bloccare la sua espressione legandosi all'mRNA che la sintetizzerebbe.Ciò consente ai ricercatori di determinare gli effetti sull'organismo, quando non produce quella proteina.Gli oligonucleotidi antisenso sono anche in fase di sviluppo come nuovi tipi di farmaci per bloccare gli RNA tossici.

Chips microarray sono stati un'altra area in cui gli oligonucleotidi sono stati di grande utilità.Si tratta di vetrini di vetro, o qualche altra matrice, che hanno punti contenenti migliaia di diverse sonde del DNA e mdash;In questo caso fatto di oligonucleotidi.Sono un modo molto efficiente per testare le modifiche in diversi geni contemporaneamente.Il DNA è legato a un composto che cambia colore o fluorescenti, se il DNA complementare si lega ad esso, quindi le macchie cambiano colore se c'è una reazione con ilTest DNA.

Alcune delle cose che vengono utilizzati i microarrays oligonucleotidici includono lo screening per le malattie genetiche.Ad esempio, ci sono piccole sonde che rappresentano l'attività dei geni coinvolti nel carcinoma mammario, BRCA1 e BRCA2 .È possibile scoprire se una donna ha una mutazione in uno di questi geni e analizzala ulteriormente per vedere se ha una predisposizione per il cancro al seno.

C'è un microarray chiamato virochip che ha sonde per circa 20.000geni di vari virus patogeni che sono stati sequenziati.Le secrezioni del corpo, come il Phlegm, possono essere analizzate con il chip, che spesso può identificare il tipo di virus con cui una persona è infettata.L'identificazione delle infezioni virali può essere piuttosto difficile, poiché i sintomi sono spesso simili con diversi tipi di virus.