Welkom bij de onderzoeks- en strategiediensten in het snelle tempo van vandaag.
Chemische genproductie of -synthese is een cruciale pijler in de moderne moleculaire biologie, die helpt bij de productie van volledige inheemse genen en nieuwe genen (die niet van nature voorkomen). Bovendien vormt het proces de basis voor het produceren van volledige genomen (de complete set genetische instructies die aanwezig zijn in een levende cel).
de vooruitgang op het gebied van gensynthesetechnologieën zijn er diverse genproductiemethoden beschikbaar voor geïnteresseerde partijen. Elke methode heeft echter zijn eigen nichetoepassing, waarbij specifieke genen worden gesynthetiseerd, en de ene techniek kan de andere niet vervangen. Daarom vindt u hieronder een overzicht van de gebruikelijke gensynthesetechnieken en hun kenmerken om u te begeleiden bij uw methodekeuze voor verschillende projecten.
Synthetische genproductie is een stapsgewijs proces dat de productie van een gen en andere genproducten vergemakkelijkt zonder afhankelijk te zijn van een DNA-sjabloon. Daarom vergemakkelijkt het de productie van diverse genen, inclusief aangepaste genen met gemodificeerde sequenties of basenparen.
Zoals hierboven vermeld betekent de vooruitgang in de biotechnologie dat er meerdere technieken voor de productie van synthetische genen bestaan. Alle technieken zijn echter gebaseerd op het natuurlijke genproductieproces van een levend organisme als basis voor de chemische genproductie, met hier en daar kleine aanpassingen.
Daarom helpt het begrijpen van het fundamentele gensyntheseproces de nuances tussen gensynthesetechnieken te waarderen. Hieronder vindt u een overzicht van de stappen die betrokken zijn bij gensynthese.
Oligonucleotiden zijn korte nucleïnezuurstrengen (DNA of RNA) en fungeren als bouwsteen voor de productie van elk genproduct, inclusief de peptide- en eiwitsynthese. Verschillende gensynthesemethoden maken gebruik van verschillende reagentia en technieken om de oligonucleotidesynthese te initiëren. Bij alle methoden verloopt het proces echter in de richting van 3' naar 5'.
Uitgloeien houdt in dat moleculen zoals oligonucleotiden worden verwarmd voordat ze geleidelijk worden afgekoeld om hybridisatie of de vorming van een chemische binding tussen twee moleculen te vergemakkelijken. Verschillende gensynthesemethoden maken gebruik van unieke annihilatietechnieken om een volledige gensequentie te vormen.
Klonen omvat het repliceren van kopieën van de nieuw gevormde gensequentie met behulp van een kloonvector.
Gensynthese is geen perfect proces. Daarom is kloonscreening noodzakelijk om het doelgen in de klonen te identificeren. Populaire screeningtools zijn onder meer ELISA-kits en chromatografie.
Naast het identificeren van het doelgen is een grondige analyse van de basenparen in de sequentie noodzakelijk. Bovendien zorgen corrigerende maatregelen om replicatiefouten zoals base-deletie en -substitutie te corrigeren voor een gewenste plasmideplaatsing.
Hieronder vindt u een overzicht van de meest populaire gensynthesemethoden en -toepassingen.
Vastefasesynthese is een klassieke gensynthesemethode en omvat het gebruik van chemisch gemodificeerde nucleosiden, inclusief vergrendelde nucleïnezuren (LNA's), om doeloligonucleotiden te synthetiseren. Een reagenskolom die een deblokkeringszuur bevat, houdt de nucleosiden vast die geleidelijk een oligonucleotideketen vormen met de ontscherming van daaropvolgende nucleosiden.
Het enzymatische assemblageproces omvat het deblokkeren (deprotectie) van de nucleosiden, gevolgd door koppeling, capping en oxidatie om een gensequentie te vormen uit de nieuw gevormde oligonucleotiden. Vastefasesynthese is een volledig geautomatiseerd proces en onderzoekers verzamelen aan het eind de genen. De voordelen zijn onder meer een opmerkelijk hoge nauwkeurigheid van de gensequentie.
Het ontschermingsproces vergroot echter de kans op nevenreacties, en de risico's nemen toe naarmate de lengte toeneemt. Daarom produceert vastefasesynthese alleen genen met een lengte van 15-25 basen (maximaal 200 nucleotideresiduen). Dergelijke genen hebben toepassingen in de moleculaire biologie en geneeskunde, onder meer als antisense bij de eiwitsynthese of als probes voor het detecteren van complementaire genetische materie.
Op chips gebaseerde DNA-synthese is een gensyntheseproces van de volgende generatie. In tegenstelling tot vastefasesynthese, wat een chemisch proces is, is chipgebaseerde synthese een elektrochemisch proces.
De methode maakt gebruik van microarray-halfgeleiderchips uitgerust met temperatuurregelaars om binnen één instelling meerdere oligonucleotiden te genereren. Op chips gebaseerde synthese vormt een aanvulling op het traditionele chemische proces van de fosforamidietcyclus door het creëren van gebieden met temperatuurgecontroleerde zones, virtuele putten/eilanden genoemd, waardoor selectiviteit wordt vergemakkelijkt.
Bovendien vergemakkelijkt het foutdetectie en -correctie tijdens het assemblageproces van oligonucleotiden en vereist het geen afzonderlijke fase van sequentieanalyse en foutcorrectie. Voordelen van op chips gebaseerde synthese zijn onder meer een hoge doorvoer en het vermogen om genfragmenten met langere basenparen te genereren. De techniek produceert gensequenties voor toepassingen die een hoog doel-DNA-volume en een lage nauwkeurigheid vereisen.
PCR-gensynthese (polymerasekettingreactie) is een klassiek proces dat miljoenen genfragmenten produceert in twee fasen waarbij gebruik wordt gemaakt van primers. De eerste fase bestaat uit het assembleren van overlappende nucleotiden via een zelfaanzuigende kettingreactie om een oligonucleotide van 60 bp te genereren, dat de gehele sequentie bestrijkt.
Ten tweede genereert een daaropvolgende PCR-reactie DNA-fragmenten van 400-500 bp lang. Een extra primer amplificeert het doel-DNA-fragment. De methode is ideaal voor toepassingen die zeer nauwkeurige, lange genfragmenten vereisen.
Array-afgeleide gensynthese is misschien wel het meest betaalbare genproductieproces vanwege het lage reagensverbruik. Ten tweede beschikt de werkwijze over een multiplexcapaciteit, waardoor duizenden tot tienduizenden oligonucleotidesequenties worden geproduceerd.
Hoewel de diverse oligonucleotidesequenties een pluspunt zijn, is het assembleren van de oligonucleotiden tot levensvatbare genfragmenten echter een uitdaging vanwege sequentiehomologie. Daarom is de methode ideaal voor op maat gemaakte gensyntheseprocessen die veel kleinere hoeveelheden genfragmenten vereisen.
Liquifase-gensynthese is ook een klassieke techniek, die in veel elementen vergelijkbaar is met vaste-fasesynthese. In tegenstelling tot synthese in de vaste fase vindt de vorming van oligonucleotiden echter plaats in een oplossing in plaats van in kolomondersteuning. Ook heeft gensynthese in de vloeistoffase een lager risico op zijketenreacties en kan het lange DNA-fragmenten genereren met minimale fouten, zij het langzamer.
Gensynthesetechnieken evolueren voortdurend om te voldoen aan de stijgende vraag naar hoogwaardige genen, kosteneffectiviteit en schaalbaarheid. De hierboven gemarkeerde methoden zijn de belangrijkste methoden voor genproductie. U kunt uw dienstverlener raadplegen over de ideale methode voor uw project en budget.
Welkom bij de onderzoeks- en strategiediensten in het snelle tempo van vandaag.
Hier zijn enkele fascinerende neurowetenschappelijke bevindingen over het menselijk brein die u misschien nog niet kent.
Een diversiteit aan NeuroTracker-onderzoeksbenaderingen heeft geleid tot een aantal fascinerende inzichten over hoe de hersenen de menselijke prestaties en welzijn beïnvloeden
Krijg een overzicht van de tests die zijn ontworpen om te decoderen hoe uw grijze massa functioneert.
NeuroTrackerX is een cognitief trainingsprogramma dat is ontworpen om mentale prestaties te beoordelen en te verbeteren.
