Moleküler işaretleyici - Molecular marker

Bir moleküler markör a, molekülün bir alınan bir numune içinde bulunan bir organizma ( biyolojik işaretleyiciler ) ya da diğer madde. İlgili kaynakla ilgili belirli özellikleri ortaya çıkarmak için kullanılabilir. Örneğin DNA , genetik bozukluklar ve yaşamın evrimsel tarihi hakkında bilgi içeren moleküler bir belirteçtir . DNA'nın belirli bölgeleri ( genetik belirteçler ) otozomal resesif genetik bozukluk kistik fibroz , taksonomik afinite ( filogenetik ) ve kimlik ( DNA barkodlama ) teşhisi için kullanılır . Bundan başka, yaşam formları dahil olmak üzere benzersiz kimyasal, dökmek için bilinen DNA içine, çevre Belirli bir yerde kendi varlığını kanıtı olarak. Proteinler gibi diğer biyolojik belirteçler , Alzheimer hastalığı gibi karmaşık nörodejeneratif bozukluklar için tanı testlerinde kullanılır . Biyolojik olmayan moleküler belirteçler, örneğin çevresel çalışmalarda da kullanılır .

Genetik belirteçler

Ana madde: Genetik işaretleyici

Genetikte, bir moleküler işaretleyici ( genetik işaretleyici olarak tanımlanır ), genom içindeki belirli bir konumla ilişkili bir DNA parçasıdır . Moleküler belirteçler, moleküler biyoloji ve biyoteknolojide, bilinmeyen bir DNA havuzundaki belirli bir DNA dizisini tanımlamak için kullanılır.

Genetik belirteç türleri

Her biri belirli sınırlamalara ve güçlü yönlere sahip birçok genetik işaretleyici türü vardır. Genetik belirteçler içerisinde "Birinci Nesil Belirteçler", "İkinci Nesil Belirteçler" ve "Yeni Nesil Belirteçler" olmak üzere üç farklı kategori bulunmaktadır. Bu tip belirteçler, genom içindeki baskınlığı ve birlikte baskınlığı da tanımlayabilir. Bir belirteç ile baskınlık ve birlikte baskınlığın belirlenmesi, organizma içindeki homozigotlardan heterozigotların belirlenmesine yardımcı olabilir. Eş-baskın belirteçler, birden fazla alel tanımladıkları için daha faydalıdır, böylece birinin haritalama teknikleri yoluyla belirli bir özelliği izlemesini sağlar. Bu belirteçler, karşılaştırma ve analiz için genom içindeki belirli sekansın amplifikasyonuna izin verir.

Moleküler belirteçler, bir kromozom içindeki tanımlanabilir konumlar arasında bol miktarda genetik bağlantı belirledikleri ve doğrulama için tekrarlanabildikleri için etkilidir. Haritalama popülasyonundaki küçük değişiklikleri tanımlayabilir, haritalama yapan türler arasında ayrım yapabilir, özelliklerin ve kimliğin ayrılmasına izin verebilirler. Fiziksel haritaların oluşturulmasına izin vererek bir kromozom üzerindeki belirli yerleri tanımlarlar. Son olarak, bir organizmanın belirli bir özellik (bi allelik veya poli allelik) için kaç alel içerdiğini belirleyebilirler.

İşaretçilerin Listesi kısaltma
Kısıtlama Parça Uzunluğu Polimorfizmi RFLP
Rastgele Amplifiye Polimorfik DNA RAPD
Güçlendirilmiş Parça Uzunluğu Polimorfizmi AFLP
Değişken Sayı Tandem Tekrarı VNTR
Oligonükleotid Polimorfizmi OP
Tek Nükleotid Polimorfizmi SNP
Alel Spesifik İlişkili Primerler en kısa sürede
Ters Sıra Etiketli Tekrarlar ISTR
Retrotranspozonlar Arası Güçlendirilmiş Polimorfizm IRAP

Belirtildiği gibi genomik belirteçlerin belirli güçlü ve zayıf yönleri vardır, bu nedenle kullanımdan önce belirteçlerin dikkate alınması ve bilinmesi gereklidir. Örneğin, bir RAPD belirteci baskındır (yalnızca bir ayrım bandını tanımlar) ve tekrarlanabilir sonuçlara duyarlı olabilir. Bu genellikle üretildiği koşullardan kaynaklanmaktadır. RAPD'ler, bir numune üretildiğinde iki numunenin aynı lokusu paylaştığı varsayımı altında da kullanılır. Farklı belirteçler ayrıca farklı miktarlarda DNA gerektirebilir. RAPD'ler yalnızca 0.02 ug DNA'ya ihtiyaç duyabilirken, bir RFLP işaretçisi tanımlanabilir sonuçlar üretmek için ondan 10 ug DNA ekstrakte edilmesini gerektirebilir. şu anda, SNP belirteçlerinin çeşitli mahsullerde yetiştirme programlarında potansiyel bir araç olduğu ortaya çıkmıştır.

Genetik belirteçlerin haritalanması

Moleküler haritalama, genom içindeki belirli belirteçlerin yerini belirlemeye yardımcı olur. Genetik materyalin analizi için oluşturulabilecek iki tür harita vardır. Birincisi, bir kromozom üzerinde nerede olduğunuzun yanı sıra hangi kromozom üzerinde olduğunuzu belirlemeye yardımcı olan fiziksel bir haritadır. İkinci olarak, belirli genlerin bir kromozom üzerindeki diğer genlerle nasıl bağlantılı olduğunu tanımlayan bir bağlantı haritası vardır. Bu bağlantı haritası, (cM) centiMorgans'ı bir ölçüm birimi olarak kullanarak diğer genlerden olan mesafeleri belirleyebilir. Eş baskın belirteçler, bir genom içindeki belirli yerleri tanımlamak için haritalamada kullanılabilir ve fenotipteki farklılıkları temsil edebilir. İşaretçilerin bağlantısı, genom içindeki belirli polimorfizmlerin tanımlanmasına yardımcı olabilir. Bu polimorfizmler, nükleotid ikameleri veya dizinin yeniden düzenlenmesini sunabilen genom içindeki küçük değişiklikleri gösterir. Bir harita geliştirirken, iki tür arasındaki birkaç polimorfik ayrımın yanı sıra iki tür arasındaki benzer diziyi belirlemek de faydalıdır. Moleküler belirteçler terimi ile kastedilen budur.

Bitki bilimlerinde uygulama

Belirli bir mahsulün genetiğini incelemek için moleküler belirteçler kullanıldığında, belirteçlerin kısıtlamaları olduğu unutulmamalıdır. Öncelikle çalışılan organizmadaki genetik değişkenliğin ne olduğu değerlendirilmelidir. Aday genlerin yakınında veya içinde belirli genomik dizinin ne kadar tanımlanabilir olduğunu analiz edin. Genler arasındaki mesafeleri ve türler arasındaki farklılaşmayı belirlemek için haritalar oluşturulabilir.

Genetik belirteçler, seri üretime sokulabilecek yeni özgün özelliklerin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Bu yeni özellikler, moleküler belirteçler ve haritalar kullanılarak tanımlanabilir. Renk gibi belirli özellikler sadece birkaç gen tarafından kontrol edilebilir. Renk gibi kalitatif özellikler (2'den az gen gerektirir), MAS (marker destekli seçim) kullanılarak tanımlanabilir. İstenen bir işaret bulunduğunda, farklı evlada nesiller içinde takip edilebilir. Tanımlanabilir bir belirteç, belirli özellikleri yavrulara aktarma umuduyla, farklı cins veya türler arasında geçiş yaparken belirli ilgi özelliklerinin izlenmesine yardımcı olabilir.

Bir bitki içindeki belirli bir özelliğin belirlenmesinde moleküler işaretleyicilerin kullanılmasına bir örnek, buğdayda Fusarium baş yanıklığıdır. Fusarium baş yanıklığı, tahıl ürünlerinde yıkıcı bir hastalık olabilir, ancak bazı çeşitler veya yavrular veya çeşitler hastalığa karşı dirençli olabilir. Bu direnç, MAS (Marker Assisted Selection) ve QTL (Quantitative Trait Loci) kullanılarak takip edilebilen belirli bir gen tarafından belirlenir. QTL'ler, fenotipler veya özellikler içindeki belirli varyantları tanımlar ve tipik olarak GOI'nin (İlgilenilen Gen) nerede bulunduğunu belirler. Çaprazlama yapıldıktan sonra, hangi yavruların özellikleri miras alıp hangilerinin almadığını belirlemek için yavrulardan örnek alınabilir ve değerlendirilebilir. Bu tür seleksiyon, pestisit, fungisit ve insektisit miktarını azalttığı için yetiştiriciler ve çiftçiler için daha faydalı hale gelmektedir. Bir GOI yerleştirmenin başka bir yolu da mekanik veya bakteri iletimidir. Bu daha zordur, ancak zamandan ve paradan tasarruf sağlayabilir.

Tahıl ıslahında belirteçlerin uygulamaları

  1. Bir tür içindeki genetik farklılıkların ve özelliklerin değişkenliğini değerlendirmek.
  2. Genotiplerin tanımlanması ve parmak izi.
  3. Türler ve yavrular arasındaki mesafeleri tahmin etme.
  4. QTL'lerin yerini belirleme.
  5. Yararlı aday genlerden DNA dizisinin tanımlanması

Başvuru

Balıkçılık ve su ürünleri yetiştiriciliğinde 5 uygulaması vardır:

  1. Tür Tanımlama
  2. Doğal popülasyonlarda genetik varyasyon ve popülasyon yapısı çalışması
  3. Yabani ve kuluçka popülasyonları arasındaki karşılaştırma
  4. Doğal popülasyonda demografik darboğazın değerlendirilmesi
  5. belirteçler destekli üreme

biyokimyasal belirteçler

Biyokimyasal belirteçler genellikle protein belirtecidir. Bunlar, bir protein molekülündeki amino asit dizisindeki değişikliğe dayanır. En önemli protein belirteci alloenzimdir . alloenzimler, aynı lokusta farklı aleller tarafından kodlanan bir enzimin varyant formlarıdır ve bu alloenzimler türden türe farklılık gösterir. Bu nedenle varyasyonu tespit etmek için alloenzimler kullanılır. Bu belirteçler, tip-i belirteçlerdir.

Avantajlar:

  • Eş baskın belirteçler.
  • Daha ucuz.

Dezavantajları:

  • Ön bilgi gerektirir.
  • Düşük polimorfizm gücü.

Uygulamalar:

  • Bağlantı eşlemesi.
  • Nüfus çalışmaları.

Ayrıca bakınız

Referanslar