Kaj je polimorfizem dolžine omejevalnega fragmenta?

Polimorfizem dolžine restrikcijskih fragmentov ali RFLP je variacija homolognih zaporedij DNK. Polimorfizmi so variacije v homologni DNK, ki se pojavljajo med posamezniki, medtem ko se izraz omejitev nanaša na dejstvo, da je mogoče majhne dele DNK izrezati iz velikega kosa z uporabo restrikcijskih encimov. Nekateri odseki DNK imajo večjo variabilnost kot drugi, odseki z visoko stopnjo variabilnosti pa so uporabni pri analizi polimorfizma dolžine restrikcijskih fragmentov.

Polimorfizem dolžine restrikcijskih fragmentov je odvisen od aktivnosti restrikcijskih endonukleaz. Ta razred encimov najdemo v številnih vrstah bakterij. V bakteriji je vloga restrikcijskih endonukleaz zagotoviti zaščito pred tujo DNK, ki pridobi dostop, tako da jo razbije na koščke. V molekularnih raziskavah je mogoče uporabiti restrikcijske encime za fragmentacijo DNK na znanih mestih variabilnosti, tako da je mogoče analizirati nastale fragmente.

Vsaka vrsta encima prepozna določeno zaporedje baznega para DNK in deluje tako, da cepi molekulo DNK na kateri koli točki, kjer prepozna zaporedje. Bakterije ščitijo lastno DNK pred zlomom z značilnim vzorcem metilacije DNK, ki preprečuje vezavo restrikcijskih endonukleaz. Odkritih je bilo več kot 800 različnih restrikcijskih endonukleaz, ki skupaj prepoznajo več kot 100 edinstvenih nukleotidnih zaporedij. Večina prepoznanih zaporedij je dolga od štiri do šest baznih parov.

Restrikcijski encimi se v biotehnologiji uporabljajo za analizo polimorfizma dolžine restrikcijskih fragmentov iz različnih razlogov. Encimi se uporabljajo za rezanje dolžin DNK v določenih zaporedjih, tako da je mogoče preučiti razlike med posamezniki. Raztopine fragmentirane DNK, razrezane na določena znana nukleotidna zaporedja, so hibridizirane s sondami, zasnovanimi za odkrivanje vnaprej določenih zaporedij DNK. Vzorce nato analiziramo z gelsko elektroforezo. Ta tehnika proizvaja gel z več pasovi temnega obarvanja, od katerih vsak predstavlja drugačen fragment DNK. S preučevanjem vzorca obarvanja lahko znanstveniki določijo vzorec RFLP, ki so prisotni v vzorcu.

Polimorfizmi se pogosto pojavljajo v človeškem genomu in njihova analiza je dokazala, da si različne skupine ljudi običajno delijo RFLP. Nekatere vrste RFLP so na primer skupne ljudem različnih etničnih skupin ali geografskega izvora, povezave pa obstajajo tudi znotraj družinskih skupin. Ta variacija obstaja v celotnem živalskem kraljestvu, zaradi česar je uporabno raziskovalno orodje ne le za sledenje človeških prednikov, ampak tudi za preučevanje migracij in evolucije prostoživečih živali.

Analiza polimorfizmov dolžine restrikcijskih fragmentov lahko zagotovi koristne informacije za klinične in medicinske namene. Sonde polimorfizma dolžine omejevalnih fragmentov se uporabljajo v testih očetovstva, pri diagnostiki dednih bolezni, v forenziki in pri genotipizaciji. Analiza vzorcev RFLP-jev v celotnem genomu je osnova prstnih odtisov DNK, tehnike, ki je podlaga za vse te različne uporabe.