Нуклеиновите киселини се използват за откриване на специфични гени или специфични ДНК последователности, използващи естествен афинитет между едноверижна ДНК, използвана като сонда, и нейната комплементарна последователност, принадлежаща на пробата.
Свързани термини:
- Аминокиселина
- Липиди
- Нуклеотид
- Ензим
- Протеин
- ДНК
- РНК
- Системен лупус еритематозус
- Полимеразна верижна реакция
Изтеглете като PDF
За тази страница
Нуклеинова киселина
Резюме
Нуклеиновите киселини, жизненоважните съставки на живите същества, са полимери с дълга верига, съставени от нуклеотиди. Нуклеиновите киселини са наречени въз основа отчасти на техните химични свойства и отчасти на наблюдението, че те представляват основна съставка на клетъчното ядро. Фактът, че те формират химическата основа за предаване на генетични признаци, е осъзнат едва през 1941 г. Наред с други важни роли, нуклеотидите могат да служат като източници на енергия под формата на АТФ, физиологични сигнални медиатори, вторични пратеници и алостерични ензимни ефектори. Тази статия обобщава метаболизма на нуклеотидите и предоставя обобщение на хранителните източници на нуклеинова киселина.
Едноклетъчни протеини
Нуклеинови киселини в SCP
Високото съдържание на нуклеинова киселина е свойство на бързо растящите клетки. В сравнение с традиционните храни, микробите съдържат голямо количество нуклеинови киселини, което е между 8 и 25 g нуклеинова киселина на 100 g протеини. Животински клетки като чревна лигавица, панкреас, черен дроб и бъбреци имат 4 g нуклеинова киселина на 100 g протеин, докато рибите като сардини и сърна имат съответно 2,2 и 5,7 g нуклеинова киселина на 100 g протеин. В сравнение с животинските източници, растителните източници като пшенично и ръжено брашно имат по-малко нуклеинова киселина (съответно 1,1 и 4,0 g на 100 g).
Микроводораслите като потенциален източник на протеини
3.10.1 Нуклеинови киселини
Нуклеиновите киселини са биополимери, необходими за всички известни форми на живот, и те включват РНК и ДНК, които са източници на пурини. Връзката между богата на пурини диета и повишена плазмена концентрация на урат и риск от подагра отдавна е призната (Kelley and Andersson, 2014; Liu et al., 2017). Пикочната киселина е крайният продукт от разграждането на пурина, така че избягването на богати на пурини храни обикновено се препоръчва на пациенти с подагра (Liu et al., 2017). Тъй като микроорганизмите са източници на едноклетъчен протеин, който може да съдържа пурини, дневната им консумация е ограничена за хората. По принцип съдържанието на нуклеинова киселина в водораслите варира между 4% и 6% (8% –12% за дрожди и до 20% за бактерии) в сухото вещество (Becker, 2013). Поради възможна опасност за здравето, Консултативната група за протеини на ООН (Nutrition Bulletin) препоръчва максимален дневен прием от 4,0 g/ден нуклеинова киселина за неконвенционален източник на храна. Както бе споменато по-рано, едноклетъчните протеини от водорасли са предпочитани пред източниците на гъби и бактерии поради ниското им съдържание на нуклеинова киселина (Matos, 2017). Безопасното ниво обаче трябва да бъде около 20 g водорасли на ден или 0,3 g водорасли на kg телесно тегло (Becker, 2013).
Микроскопия: Светлинна микроскопия и хистохимични методи
Флуоресцентни методи
Нуклеиновите киселини могат да бъдат визуализирани чрез използването на флуорохроми. Интеркалиращите флуоресцентни багрила като оранжев акридин, етидиев хлорид или бромид и корифосфин О са фиксирани между двете ДНК вериги или в рамките на РНК веригата. Feulgen-Schiff-подобни флуоресцентни багрила като акрифлавин или ауромицин могат да се използват върху алдехидни функции, получени след ДНК киселинна хидролиза. Флуоресцентните багрила реагират със специфични базови двойки. DAPI, DIPI и Hoechst 33258 или Hoechst 33342 са интеркалирани между аденин и тимин. Хромомицин А3, митрамицин или оливимицин се интеркалират между гуанин и цитозин. Флуоресцентното оцветяване е стехиометрично, така че е възможно количествено определяне. Визуализацията на Х хромозома може да се извърши с хинакрин горчица върху намазки.
Принципи и техники на молекулярната биология
Нуклеотидни сонди
Сонда е всяка едноверижна нуклеинова киселина с известен състав, която може да бъде маркирана с маркер и хибридизирана (свързана) с неизвестна нулева нуклеинова киселина на базата на комплементарност на основата. Маркираните сонди за нуклеинова киселина позволяват на изследователите да разпитват генетичен материал в разтвор, фиксиран върху филтър, разделен в електрофоретичен гел или върху хистологичен разрез. Сондите за нуклеинова киселина могат да се използват за откриване на единичен нуклеотиден вид от хиляди съобщения с различно изобилие. Такива ДНК сонди могат да бъдат 15–50 bp олигонуклеотиди, синтезирани въз основа на предварително познаване на ДНК целта, PCR (виж по-долу) продукти (32 P, 3 H или 35 S) тагове. След хибридизация с радиомаркирани сонди и измиване, филтърът се излага на филм с авторадиографска емулсия. Полученият авторадиограф разкрива модела на хибридизация. Нерадиоактивните методи използват неизотопни адукти (маркирани с биотин сонди, инкубирани с колориметричен стрептавидин или флуоресцентни багрила).
Хранителни и свързани с алкохола неврологични разстройства
Дефицит на фолиева киселина
Фолатът е важен коензим в метаболизма на нуклеиновите и аминокиселините. Вродените грешки в метаболизма на фолиевата киселина причиняват умствена изостаналост и гърчове. Въпреки че дефицитът на фолиева киселина е по-вероятно да доведе до хематологични аномалии, отколкото неврологичен дефицит, той е важен рисков фактор за дефекти на невралната тръба при бебета, родени от майки, които имат недостатъчен прием на фолиева киселина или използват антиконвулсантни лекарства като валпроат, антитуберкулозни лекарства или фолатни антагонисти като метотрексат. Жените в детеродна възраст, които приемат тези лекарства, сега получават рутинно 0,4 mg фолиева киселина дневно в допълнение към 1 mg, съдържащи се в пренаталните витамини. Трябва да се проверят нивата на витамин В12, за да се избегнат продължаващи неврологични увреждания в резултат на неразпознат дефицит на кобаламин, когато анемията се лекува само с фолиева киселина. Дефицитът на фолиева киселина се лекува с 1 mg три пъти дневно в продължение на 1 месец, последвано от 1 mg всеки ден.
Дефицитът на фолиева киселина води до повишени нива на хомоцистеин, което е свързано с повишен риск от исхемична болест на сърцето и инсулт. Многобройните опити за добавяне на фолиева киселина и витамини от група В при пациенти с повишени нива на хомоцистеин, но не и с класическа хомоцистеинемия, са еднакво неуспешни при намаляване на нежеланите клинични събития.
Системен лупус еритематозус
Автоантитела
Маслинова киселина
Моника Фернандес-Наваро,. Хосе А. Лупианес, в Маслини и зехтин в профилактиката на здравето и заболяванията, 2010
157.1.2 Степен на растеж и оборот на протеини в черния дроб и белите мускули
Живозастрашаваща вирусна болест и нейното лечение
Даниел М. Зер,. Ann J. Melvin, в Pediatric Critical Care (Трето издание), 2006
Хепатит
Въпреки че анализите за антитела от по-ново поколение за хепатит С са по-чувствителни от анализи в миналото, анти-HBcAbs може да не бъдат открити в началото на заболяването. Следователно, когато епидемиологичните находки предполагат възможна инфекция с HCV, серумната и чернодробната тъкан трябва да бъдат анализирани за HCV-РНК чрез PCR. Откриването на HEV-РНК в кръвта или черния дроб потвърждава острата инфекция с HEV. HSV хепатитът често е резултат от новопридобита инфекция; по този начин серологичните тестове може да не са полезни. Улцерозните мукозни лезии, ако има такива, трябва да се култивират за HSV. Чернодробната тъкан трябва да бъде изпратена за вирусна култура и PCR за HSV. PCR може също да определи HSV в кръвта.
Салмонела: Откриване
Методи, базирани на нуклеинова киселина
Фигура 2. Обща схема за откриване на салмонела в храни, използващи методи на базата на нуклеинова киселина (PCR).
Един от проблемите, свързани с много от техниките, използващи нуклеинова киселина, е невъзможността да се разграничи дали наличната ДНК е от живи бактерии или бактерии, които може да са умрели, например по време на обработката, и вече не представляват риск за човешкото здраве. Това може да доведе до отчитане на фалшиво положителни резултати и евентуално припомняне, и налага бреме на разходите за индустрията. За да се преодолее този проблем, специфична PCR техника, наречена PCR с обратна транскриптаза, има потенциал. Тази техника включва преобразуване на информационна РНК (mRNA) в допълнителна ДНК (cDNA) и усилване на получената cDNA. Принципът на тази техника се основава на факта, че иРНК остава жизнеспособна само за много кратък период от време и следователно ще присъства в проба само ако присъстват живи клетки. Тази техника е приложена за откриване на салмонела в различни матрици, но корелацията между броя на бактериите и този метод остава лоша. Въпреки че понастоящем не е търговска опция, този метод има значителен бъдещ потенциал.
Откриването на присъствието на салмонела с помощта на специфични ДНК последователности също е възможно без използване на PCR. Техниките от този тип често включват използването на специфични последователности на ДНК, маркирани с флуоресцентни други маркери. Сондите се оставят да се свържат с имобилизирани клетки на салмонела или ДНК (често след обогатяване) и се откриват с помощта на колориметрични или други средства. Тези техники не се използват широко в индустрията и по-често се използват като изследователски инструменти, въпреки че се предлагат някои търговски комплекти. Друга област на интерес е използването на техниката на медиирано от цикъла изотермично усилване (LAMP). Както подсказва името, подобно на PCR, този метод използва ензим за усилване на нуклеиновата киселина, но за разлика от PCR, тази техника не изисква циклична температура и може да бъде измерена чрез простото производство на мътност. Това има предимството, че позволява разработването на методи, които могат да се извършват на място и с минимално оборудване. В момента се оценяват редица техники за откриване на салмонела с помощта на LAMP и въпреки някои първоначални трудности с чувствителността, тази техника има значителен потенциал за бъдещето.