Kaj je mikromrež cDNA?

Mikromreža cDNA je metoda za ugotavljanje, kateri geni v celici so aktivni v vsakem trenutku. To je koristno za razlikovanje genov, ki v različnih vrstah celic delujejo različno, in tudi, kateri geni so aktivni pod določenimi pogoji, kot je rak. Ime cDNA izhaja iz uporabe majhnih zaporedij deoksiribonukleinske kisline (DNK), ki se držijo sekvenc ribonukleinske kisline (RNA), ki jih celice izražajo. Te majhne sekvence DNK so komplementarne (c) sekvencam RNA, od tod tudi lepljivost, označene pa so tudi s fluorescentnimi oznakami, tako da lahko eksperimentator vidi, katere sekvence RNA so izražene in v kakšnem obsegu.

Celice vsebujejo DNK kot načrt za vse beljakovine, ki jih celica potrebuje. Zaporedje DNK predstavlja aminokisline, ki jih mora telo zbrati skupaj in nanizati, da naredi beljakovino. Med proizvodnjo DNK in beljakovin je vmesni korak. Celica kopira zaporedje gena v drugo obliko, imenovano sporočilna RNA (mRNA). Nato celični stroji preberejo mRNA kot navodila za želeni protein.

Ker mRNA za določene gene niso vse stalno izražene, lahko genetiki pogledajo, kaj se izraža pod določenimi pogoji. Eden od uporabnih pristopov je primerjava tumorskih celic z zdravimi celicami in videti, kateri geni različno izražajo mRNA v obeh situacijah. Te informacije lahko nato znanstvenike usmerijo proti ciljem zdravljenja. Različne vrste celic proizvajajo tudi različne vzorce mRNA, saj ima vsaka vrsta celic drugačno nalogo.

Osnova mikromreža cDNA je, da test identificira izraženo mRNA iz vzorca na občutljivost, ki eksperimentatorju omogoča, da ugotovi, kateri geni izražajo več kot drugi in kateri sploh ne. Ker mikromreža cDNA običajno testira na stotine tisoč zaporedij mRNA, se običajno opravi strojno. Analitik mRNA, ki jo ekstrahira iz celice, ne uporablja neposredno, temveč naredi kopijo te mRNA kot zaporedje DNK.

Komercialna podjetja izdelujejo plošče mikromrež cDNA za uporabo v laboratorijih. Naredijo zaporedja DNK, ki ustrezajo stotinam ali tisočem genov, ki jih želi eksperimentator testirati, in vsakega posamezno postavijo na eno stekelce mikromrež. To predstavlja vse gene, ki bi se lahko izrazili v tej skupini.

Komplementarne sekvence mRNA, ki jih raziskovalec ekstrahira iz celice, se nato izdelajo v laboratoriju s kopiranjem RNA v DNK. Ti izdelki imajo zaporedje, ki se drži DNK na stekelcu mikromrež, ki bi proizvedlo mRNA. Nato analitik pritrdi fluorescentne molekule na ta zaporedja cDNA.
Pokrivanje stekelca mikromrež v cDNA omogoča, da se vse komplementarne sekvence držijo skupaj. Stekelce nato speremo, da odstranimo nevezano cDNA. Skener nato izmeri količino fluorescence, če obstaja, na vsaki posamezni piki DNK. Geni, ki izražajo več mRNA, bodo imeli več fluorescentne cDNA vezane na njih kot geni, ki izražajo manj mRNA. Na ta način lahko analitik ugotovi, kateri geni so bolj aktivni od drugih, in primerja rezultate z drugo vrsto celice.