Tổng hợp hóa học và sử dụng các đoạn oligonucleotit

Các đoạn ADN có trình tự xác định kích thước ngắn được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu khác nhau của di truyền học phân tử, chẳng hạn như sử dụng làm mồi trong các phản ứng PCR, hay dùng làm mẫu dò trong các phương pháp lai phân tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp hóa học và sử dụng các đoạn oligonucleotit Tổng hợp hóa học và sửdụng các đoạn oligonucleotitCác đoạn ADN có trình tự xác định kíchthước ngắn được sử dụng nhiều trongcác nghiên cứu khác nhau của di truyềnhọc phân tử, chẳng hạn như sử dụnglàm mồi trong các phản ứng PCR, haydùng làm mẫu dò trong các phương pháplai phân tử.Các đoạn trình tự này thường được tổnghợp theo phương pháp hóa học và đượcgọi là các đoạn oligonucleotit. Phươngpháp hóa học được sử dụng phổ biếnnhất được tiến hành trên bề mặt cứngsử dụng máy tự động. Tiền chất để tạonên các nucleotit lần lượt gắn với đoạnoligonucleotit theo trật tự nhất địnhđược gọi là các hợp chấtphosphoamidine (xem hình minh họa ).Phản ứng kéo dài chuỗi oligonucleotitdiễn ra bằng việc gắn thêm tiền chấtnucleotit mới vào phía đầu 5’, như vậyngược chiều với phản ứng kéo dài chuỗiADN sử dụng enzym ADN polymerase.Phương pháp tổng hợp hóa học có hiệuquả và độ chính xác cao khi tiến hànhtổng hợp các phân tử ADN mạch đơn cóđộ dài tới 30 nucleotit. Với các thiết bịtổng hợp oligonucleotit hiện nay, mộtngười nghiên cứu có thể dễ dàng tổnghợp bất cứ một trình tự ADN ngắn nàođơn giản bằng cách gõ và nhập trình tựnucleotit mong muốn vào phần mềmmáy tính điều khiển máy tổng hợp tựđộng. Tuy vậy, khi phân tử ADN đượctổng hợp có kích thước lớn thì độ chínhxác của trình tự và độ đồng đều của sảnphẩm tạo thành giảm đi do các lỗi cốhữu mang tính kỹ thuật. Thực tế, cácphân tử ADN có trình tự dài hơn 100nucleotit khó có thể được tổng hợp bằngcác phương pháp hóa học mà đảm bảođược số lượng và chất lượng mongmuốn.Các đoạn oligonucleotit kích thước ngắnngoài các ứng dụng làm mồi phản ứngPCR hay làm mẫu dò như được nêu ởtrên, còn có thể được sử dụng cho nhiềumục đích khác trong nghiên cứu ditruyền học phân tử. Chẳng hạn như cácđoạn oligonucleotit kết cặp sai với mộtđoạn ADN được tách dòng có thể đượcdùng để tạo ra một đột biến định vị trí.Phương pháp này, gọi là phương phápgây đột biến định vị trí, được thực hiệnnhư sau: một trình tự nucleotit nhất địnhđược tiến hành lai với một phân đoạnADN, ở đây đoạn oligonucleotit được sửdụng làm mồi còn phân đoạn ADN đíchđược dùng làm khuôn. Trong đoạn ADNsợi kép hình thành sẽ có một vị trí kếtcặp sai, và theo nguyên tắc PCR, cácphân đoạn ADN được tạo ra trong cácphản ứng về sau đều mang đột biến tạivị trí kết cặp sai.Các đoạn oligonucleotit cũng có thểđược sử dụng theo cách tương tự nhưvậy để tạo nên một điểm cắt giới hạnmới trong một phân tử ADN, để rồi sauđó điểm cắt giới hạn này được sử dụngđể cài đoạn ADN đích vào giữa mộttrình tự mã hóa và một trình tự không mãhóa, hoặc sau một trình tự promoter hayvị trí gắn của ribosom, v.v..Như vậy, rõ ràng trong các nghiên cứu ditruyền học phân tử, việc các đoạnoligonucleotit có thể được tổng hợp theomột trình tự bất kỳ có nhiều ý nghĩa ứngdụng quan trọng trong việc xác định vàkhuếch đại các đoạn ADN đặc hiệu, đểgiải mã trình tự ADN, cũng như trongcác nghiên cứu tạo đột biến điểm xácđịnh vị trí, hay sử dụng cho công nghệADN tái tổ hợp.