Главная/Библиотека/Блоттинг и микрочипы

Найти одну молекулу в смеси

Финал модуля. У нас есть смесь ДНК, РНК или белков, а найти нужно одну конкретную молекулу. В основе всех методов лежит одна идея — гибридизация. На ней стоят и блоттинг (ищем одно), и микрочип (проверяем тысячи генов разом).

Биотех-методы · урок 4 Southern/Northern/Western · чип ⏱ ~15 мин
Общая идея

Меченый зонд находит свою пару

Всё держится на комплементарности. Если взять короткую цепь-зонд, комплементарную искомой последовательности, она прилипнет только к своей паре. Осталось зонд пометить (радиоактивно или флуоресцентно), и мы увидим, где он сел. Это и есть гибридизация.

Southern blot

Найти один ген в куче ДНК

Классический метод, чтобы проверить, есть ли конкретный ген в образце ДНК. Пять шагов, и первые два нам уже знакомы.

1. разрезать ДНК рестриктазами → фрагменты
2. гель-электрофорез → разделить по размеру
3. перенести (blot) на прочную мембрану
4. добавить меченый зонд к искомому гену → прилипает к мишени
5. проявить (рентген / свечение) → полоса, если ген есть
Семейство блотов

Southern, Northern, Western

Тот же приём работает для РНК и для белков. Меняется только то, что ищут, и чем метят.

БлотЧто ищет · зонд
SouthernДНК · комплементарная ДНК
NorthernРНК · комплементарная ДНК/РНК
Westernбелок · антитело

Порядок по сторонам света — South → North → West — и подсказывает пары: ДНК, РНК, белок. Только для белка зонд не нуклеиновая кислота, а антитело.

Микрочип

Тысячи генов на одном чипе

Микрочип — та же гибридизация, только сразу для тысяч генов. Это пластинка с множеством микроскопических ячеек, в каждой сидит зонд под свой ген. Ею сравнивают, какие гены активнее в опухоли, а какие в норме.

Метят
мРНК из опухоли красят в один цвет (жёлтый), мРНК из нормальной клетки — в другой (синий).
Наносят
Смесь льют на чип; каждая мРНК садится в ячейку со своим геном.
Читают цвет
Жёлтый — ген активнее в опухоли, синий — понижен, зелёный — без изменений.

Компьютер считывает цвет каждой ячейки и строит профиль экспрессии. По нему можно подобрать терапию под конкретную опухоль.

Ловушки

Где чаще всего спотыкаются

✗ «Блот и микрочип — про совсем разное»
В основе одно — гибридизация меченого зонда с мишенью. Разница в масштабе: один ген против тысяч.
✗ «Southern blot ищет белок»
Southern — ДНК, Northern — РНК, Western — белок.
✗ «Зонд для Western — это ДНК»
Для Western зонд — антитело к искомому белку.
✗ «Микрочип показывает, есть ли ген»
Он показывает, насколько ген активен, сравнивая образцы по цвету.
Тренажёр рассуждений

Не угадать ответ, а построить его

Прочитай вопрос и подумай сам. Потом открывай по шагу, будто рядом преподаватель и спрашивает «а почему?».

Как Southern blot находит один ген в куче ДНК?
Что делают с ДНК сначала?
Режут на фрагменты и разделяют в геле по размеру.
Что дальше?
Переносят на мембрану и добавляют меченый зонд, комплементарный искомому гену.
Как понять, что ген есть?
Зонд прилипает к своей мишени; проявляем → появилась полоса.
Вывод. Сердце метода — гибридизация зонда с комплементарной последовательностью.
Показать следующий шаг →
Как по микрочипу понять, что ген активнее в опухоли?
Что делают с мРНК?
мРНК опухоли метят одним цветом (жёлтым), нормы — другим (синим).
Что происходит на чипе?
Смесь наносят на чип, где каждая ячейка ловит свой ген.
О чём говорит жёлтая ячейка?
мРНК этого гена больше из опухоли → ген в ней активнее (повышен).
Вывод. Цвет каждой ячейки читает компьютер. Так строят профиль экспрессии и подбирают терапию.
Показать следующий шаг →
Мини-кейс

Выбери метод

Врачу нужно понять, вырабатывает ли клетка определённый белок — не просто есть ли ген в ДНК, а работает ли он до конечного продукта. Какой метод подойдёт?

Что выбрать?
Что показал бы Southern blot?
Только наличие гена в ДНК.
А вопрос про что?
Про сам белок, а не про ген.
Какой метод под это?
Western blot: зонд-антитело ловит именно белок.
Вывод. Метод выбирают по тому, что ищем: ДНК → Southern, РНК → Northern, белок → Western.
Показать следующий шаг →
Повторение

Закрепить с интервалами

Карточки подстраиваются под тебя: «легко» отодвигает повтор дальше, «снова» возвращает скоро. Прогресс хранится в браузере.

Куда дальше

Связи с другими темами

Модуль биотех-методов пройден

От разделения ДНК до чтения профиля экспрессии

В библиотеку →