Маълумот

Чӣ гуна метавон профили ДНК -ро барои муайян кардани шумораи организмҳои намудҳои мушаххас, ки дар ҳудуди муайян ҷойгиранд, истифода бурдан мумкин аст?

Чӣ гуна метавон профили ДНК -ро барои муайян кардани шумораи организмҳои намудҳои мушаххас, ки дар ҳудуди муайян ҷойгиранд, истифода бурдан мумкин аст?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ин аст саволи имтиҳони дилгиркунанда, ки инро мепурсад: саволи 8(б). https://drive.google.com/drive/folders/0B23NLD5L6099VWJya3dfLVJpbmc

Дар савол гуфта мешавад:

Дар соли 2007, хирси қаҳваранг дар Алберта, Канада як намуди таҳдидкунанда буд. Барои муайян кардани саршумори хирсхо дар район тадкикот гузаронда шуд. Аз дарахтоне, ки хирсҳо онҳоро молида буданд, курку ҷамъоварӣ карда, ДНК-и онҳоро таҳлил карданд.

(i) Фаҳмонед, ки чӣ гуна таҳлили ДНК ба олимон барои муайян кардани шумораи хирсҳо дар ин минтақа кумак мекунад.

Ҷавоб танҳо мегӯяд:

  1. идеяи муқоисаи гурӯҳҳо

  2. ақидаи он, ки ҳар як хирс дорои беназири {ДНК / намунаҳои бандбандӣ}

  3. фикр мекард, ки шумораи намунаҳои гуногуни банд ба шумораи хирсҳои гуногун баробар мешавад

Саволи ман ин аст: чӣ тавр тамоми раванд бо ҳам мувофиқат мекунад?

Ман комилан ҳайронам, ки чӣ тавр тамоми тафтишот ба ҳамдигар мувофиқат мекунад ва ман кӯшиш мекардам, ки онро соатҳо баён кунам. Чунин ба назар мерасад, ки агар ман танҳо намунаҳои курку дарахтонро ҷамъоварӣ кунам, он ҷо ҳуҷайраҳои ба намудҳои гуногун тааллуқдошта мавҷуданд, пас намунаи ДНК -и тавлидшуда шумораи гуногуни гурӯҳҳоро аз ҳама намудҳои гуногун дар бар мегирад. Барои бартараф кардани ин мушкилот, ман фикр мекунам, ки "мо бо ягон усуле, ки профили ДНК нест ва ба ман лозим нест, ки дар сатҳи мактаби миёна донем, мо ҳуҷайраҳои гуногунро ба гурӯҳҳои гуногун ҷудо мекунем ва ҳар як гурӯҳ ба хирси мушаххас тааллуқ доранд? Пас ман фикр мекунам, ки мо вазифаи худро оид ба муайян кардани шумораи шумораи гуногуни хирсҳое, ки дар намуна мавҷуданд, иҷро мекардем. Чӣ тавр метавон рақамҳои гуногуни хирсҳоро муайян кард?

Қисми дуюми саволи ман ин аст, ки ман намефаҳмам, ки чӣ гуна намунаҳои гуногуни дарахтон ва курку барои ҳисоб кардани шумораи умумии аҳолӣ дар ин минтақа истифода мешаванд? Ягона усули гирифтани намунаи ҳайвонот, ки ман медонам, ин усули забт-бозгашт аст.


Раванди умумии профили ДНК (ман онро "изи ангуштони ДНК" номиданро афзалтар медонам, аммо ин танҳо ман аст) умуман таҳияи праймерҳои ПТР-ро барои як минтақаи мушаххас дар атрофи як навъ минтақаи хеле полиморфӣ дар бар мегирад. Ҳамин тавр, дар ин ҳолат ба як праймерҳои атрофи VNTRҳо лозим аст (ё дигар минтақаҳои полиморфӣ, барои шарҳи баъзе усулҳои дигар ба мақолаи Википедиа нигаред). Агар фарз кунем, ки праймерҳои PCR барои хирсҳо хосанд (касе метавон онҳоро тарконд, то дар ин бора тасаввурот пайдо кунад), пас новобаста аз он ки дар кадом ҳайвонҳои дигар омехта шудаанд, бандҳои ҳосилшуда асосан аз хирсҳо хоҳанд буд (дар ниҳоят, PCR боиси афзоиши экспоненсиалии хирсҳо мегардад) намудҳои писандида). Ин қисми ҷавоб (1) хоҳад буд.

Дар қисми 2, барои ёфтани профил бояд шумораи кофии минтақаҳои ба қадри кофӣ тағирёбанда пайдо карда шавад. Як сайти ягона метавонад маълумоти кофӣ надошта бошад, аммо якчандтои онҳо якҷоя хоҳанд буд.

Қисми 3 натиҷаи мантиқии қисмҳои 1 ва 2 мебошад. Агар шумо метавонед миқдори зиёди намунаҳои омехтаро такмил диҳед ва такрори дарозии тағирёбанда бошанд (ҳамин тариқ истифодаи VNTRs ё такрори шабеҳ), пас шумо онҳоро ҳамчун тасмаҳои андозаи гуногун хоҳед дид. дар гел.


Ҷойгиркунии ДНК маънои муайян кардани тартиби чаҳор блоки химиявии сохтмонро дорад, ки онро "асосҳо" меноманд, ки молекулаи ДНК -ро ташкил медиҳанд. Ин пайдарпаӣ ба олимон дар бораи навъи генетикӣ, ки дар як сегменти муайяни ДНК гузаронида мешаванд, нақл мекунад. Масалан, олимон метавонанд маълумоти пайдарпайро барои муайян кардани он, ки кадом ҳуҷайраҳои ДНК дорои генҳо ҳастанд ва кадом қитъаҳо дастурҳои танзимкунанда доранд, генҳоро фурӯзон ё хомӯш мекунанд. Илова бар ин, ва муҳимтар аз ҳама, маълумоти пайдарпаӣ метавонад тағиротро дар як ген, ки метавонад боиси беморӣ гардад, нишон диҳад.

Дар спирали дугонаи ДНК, чаҳор пойгоҳи кимиёвӣ ҳамеша бо як шарик пайваст шуда, "ҷуфтҳои асосиро" ташкил медиҳанд. Аденин (А) ҳамеша бо тимин (Т) цитозин (С) ҳамеша бо гуанин (G) ҷуфт мешавад. Ин ҷуфтшавӣ барои механизми нусхабардории молекулаҳои ДНК ҳангоми тақсим шудани ҳуҷайраҳо асос ёфтааст ва ҷуфтшавӣ инчунин дар асоси усулҳое, ки аксари таҷрибаҳои пайдарпаии ДНК -ро анҷом медиҳанд, асос ёфтааст. Геноми инсон тақрибан 3 миллиард ҷуфтҳои асосиро дар бар мегирад, ки дастурҳоро оид ба сохтан ва нигоҳ доштани инсон баён мекунанд.

Ҷойгиркунии ДНК маънои муайян кардани тартиби чаҳор блоки химиявии сохтмонро дорад, ки онро "асосҳо" меноманд, ки молекулаи ДНК -ро ташкил медиҳанд. Ин пайдарпаӣ ба олимон дар бораи навъи генетикӣ, ки дар як сегменти муайяни ДНК гузаронида мешаванд, нақл мекунад. Масалан, олимон метавонанд маълумоти пайдарпайро истифода баранд, то муайян кунанд, ки кадом қисмҳои ДНК дорои генҳо мебошанд ва кадом дарозӣ дастурҳои танзимкунандаро иҷро мекунанд, генҳоро фаъол ё хомӯш мекунанд. Илова бар ин, ва муҳимтар аз ҳама, маълумоти пайдарпаӣ метавонад тағиротро дар як ген, ки метавонад боиси беморӣ гардад, нишон диҳад.

Дар спирали дугонаи ДНК чор асоси кимиёвӣ ҳамеша бо як шарик пайваст шуда, "ҷуфтҳои асоси"-ро ташкил медиҳанд. Аденин (А) ҳамеша бо тимин (Т) цитозин (С) ҳамеша бо гуанин (G) ҷуфт мешавад. Ин ҷуфтшавӣ барои механизми нусхабардории молекулаҳои ДНК ҳангоми тақсим шудани ҳуҷайраҳо асос ёфтааст ва ҷуфтшавӣ инчунин дар асоси усулҳое, ки аксари таҷрибаҳои пайдарпаии ДНК -ро анҷом медиҳанд, асос ёфтааст. Геноми инсон тақрибан 3 миллиард ҷуфтҳои асосиро дар бар мегирад, ки дастурҳоро оид ба сохтан ва нигоҳ доштани инсон баён мекунанд.


ДНК аз чӣ сохта шудааст?

ДНК аз блокҳои химиявии сохтмон сохта шудааст, ки нуклеотидҳо номида мешаванд. Ин блокҳои сохтмонӣ аз се қисм иборатанд: як гурӯҳи фосфатҳо, як гурӯҳи шакар ва яке аз чаҳор намуди асосҳои нитроген. Барои ташаккули риштаи ДНК, нуклеотидҳо ба занҷирҳо пайваст мешаванд ва гурӯҳҳои фосфат ва қанд иваз мешаванд.

Чор намуди асосҳои нитроген дар нуклеотидҳо инҳоянд: аденин (А), тимин (Т), гуанин (G) ва цитозин (C). Тартиб ё пайдарпаии ин асосҳо муайян мекунад, ки кадом дастури биологӣ дар як риштаи ДНК мавҷуд аст. Масалан, пайдарпаии ATCGTT метавонад барои чашмони кабуд дастур диҳад, дар ҳоле ки ATCGCT метавонад барои қаҳваранг дастур диҳад.

Китоби пурраи дастури ДНК ё геном барои инсон тақрибан 3 миллиард асос ва тақрибан 20 000 генро дар 23 ҷуфт хромосомаҳо дар бар мегирад.

ДНК аз блокҳои кимиёвии сохтмонӣ иборат аст, ки нуклеотидҳо номида мешаванд. Ин блокҳои сохтмонӣ аз се қисм иборатанд: як гурӯҳи фосфатҳо, як гурӯҳи шакар ва яке аз чаҳор намуди асосҳои нитроген. Барои ташаккули риштаи ДНК, нуклеотидҳо ба занҷирҳо пайваст мешаванд ва гурӯҳҳои фосфат ва қанд иваз мешаванд.

Чор намуди асосҳои нитроген, ки дар нуклеотидҳо мавҷуданд, инҳоянд: аденин (А), тимин (Т), гуанин (G) ва ситозин (С). Тартиб ё пайдарҳамии ин асосҳо муайян мекунад, ки дар риштаи ДНК кадом дастурҳои биологӣ мавҷуданд. Масалан, пайдарпаии ATCGTT метавонад барои чашмони кабуд дастур диҳад, дар ҳоле ки ATCGCT метавонад барои қаҳваранг дастур диҳад.

Китоби мукаммали дастурҳои ДНК ё геном барои инсон тақрибан 3 миллиард асос ва тақрибан 20,000 генро дар 23 ҷуфт хромосома дар бар мегирад.


Гибридизатсияи ДНК

Баъзан гибридизатсияи ДНК-ДНК номида мешавад, ин раванд иттилооти генетикиро аз ду организмҳои гуногун барои муайян кардани шабоҳати байни онҳо гибрид мекунад. Олимон риштаҳои ДНК -ро аз ҳарду намуд бо истифода аз гармӣ ҷудо мекунанд, ки пайвандҳои байни ҷуфтҳои асосиро, ки ду тарафи спирали дугоникро мепайвандад, мешиканад. Сипас онҳо иттилооти генетикиро ба қисмҳои хурд тақсим мекунанд, маълумоти генетикиро аз ҳарду омехта мекунанд ва тамошо мекунанд, ки чӣ тавр онҳо дубора якҷоя мешаванд. Қисмҳое, ки ҷуфтҳои пойгоҳ пайванд мекунанд, монандии генетикиро нишон медиҳанд. Маълумоти бештаре, ки ба ҳам мепайвандад, намудҳои эволютсионӣ наздиктаранд.


Муқаддима

Қисми ками ҳамаи намудҳо дар рӯи замин маълум аст [1]. Ҳамзамон, таъсироти антропогенӣ ба нобудшавии оммавии намудҳо дар “Антропосен” [2] оғоз намуда, бо оқибатҳои фарогир ва аксаран манфӣ барои фаъолияти экосистема ва некӯаҳволии инсон [3,4]. Барои муқовимат ба талафоти гуногунии биологӣ воситаҳои зуд ва боэътимод барои арзёбӣ ва мониторинги гуногунии биологӣ заруранд [5].

Гуногунии биологии ҷараён хусусиятест, ки ба таназзули антропогенӣ таъсир мерасонад [6,7]. Аз ин рӯ, барномаҳои васеъмиқёси мониторинг ва идоракунӣ таъсис дода шудаанд, масалан, Дастури чаҳорчӯбаи об дар Иттиҳоди Аврупо ва Санади ИМА оид ба оби тоза. Дар ин барномаҳои биомониторинг, рӯйхатҳои намудҳо, алалхусус намудҳои нишондиҳандаҳои умри бешуморҳо, ченаки марказӣ барои арзёбии вазъи экологии экосистемаҳои оби ширин мебошанд. Барои баҳодиҳии ҷараён, садҳо организмҳои зеризаминӣ ба таври стандартӣ интихоб карда мешаванд, ба навъҳо ҷудо карда мешаванд, муайян карда мешаванд ва дар ҷараёнҳои стандартии аналитикӣ истифода мешаванд (масалан [8,9]). Аммо, муайян кардани бисёр кирмҳои устухонҳои бентикӣ дар сатҳи намудҳо душвор аст ва аз ин рӯ сатҳи амалии таксономӣ барои шинохти ин организмҳо аксар вақт танҳо насл ё оила аст [10]. Ин нигаронии ҷиддӣ аст, зеро намудҳои гуногуни як ҷинс ё зерфамилӣ метавонанд афзалиятҳои гуногуни экологӣ ва таҳаммулпазирии стресс дошта бошанд ва ба гурӯҳҳои гуногуни функсионалии ғизо тааллуқ доранд [11,12] барои баррасӣ [13] нигаред. Аз ин ҳам бадтар аст, ки хатогиҳои муайянкунии зуд-зуд рух медиҳанд ва намунаҳои зиёде дар намунаҳо ошкор карда намешаванд [10] ин маҳдудиятҳо барои метрикаи арзёбии экосистема [10,14] ва аз ин рӯ тасмимҳои идоракунӣ оқибатҳои мустақим доранд.

Штрих-кодгузории ДНК имкон медиҳад, ки намудҳои стандартӣ ва дақиқ муайян карда шаванд [15-18]. Азбаски ин усул ба ДНК асос ёфтааст, он метавонад барои муайян кардани намудҳо ба таври боэътимод истифода шавад, ҳатто вақте ки наслҳои наврасӣ ё порчаҳои организмҳо мавҷуданд. Барои ҳайвонот, одатан як порчаи стандартии генаи митохондрияи COI (зербахши цитохром с оксидаза 1) истифода мешавад [19]. Штрих -кодкунии ДНК таъсиси махзани маълумотномаи дақиқро талаб мекунад. Барои макроустухонҳо, ин беҳтарин тавассути муайян кардани аломатҳои ташхисӣ (одатан дар намунаҳои калонсолони мардон [13,20,21]), пайдарпайии намунаҳо ва гузоштани пайдарпаии ДТЛ дар пойгоҳи додаҳо ба монанди пойгоҳи додаи BOLD [22] ба даст оварда мешавад. Дар замони коҳиши экспертизаи таксономӣ [23,24], ин пойгоҳи додаҳои штрихкод ва оммавӣ барои ҳифзи дониши таксономӣ ҳатмӣ мебошанд.

Усулҳои штрих-кодкунии COI барои организмҳои оби тоза хуб ба роҳ монда шудаанд [16,17,25] ва таҳқиқоти ибтидоӣ потенсиали онҳоро барои арзёбии экосистемаҳои оби тоза бо истифода аз пайдарпаии классикии ба Сангер асосёфта санҷидаанд [14,26]. Штайн ва ҳаммуаллифон нишон доданд, ки даҳ 16 метрикаи арзёбӣ қудрати оморӣ бо истифодаи штрих-кодгузории ДНК нисбат ба арзёбии морфологӣ доранд [14]. Бо вуҷуди ин, пайдарпаии Сангер талаб мекунад, ки ҳар як намуна дар алоҳида дар лаборатория коркард карда шавад, ки барои арзёбии муқаррарии ҷомеа бо иштироки садҳо ё ҳазорҳо намунаҳо дар як намуна гарон ва вақти зиёдро талаб мекунад.

Ин мушкилотро метавон бо ёрии пайдарпаии наслҳои оянда, ки имкон медиҳад таҳлили ҳамзамони миллионҳо пайдарпайиро бартараф кунад. Як техникаи пайдарпайии насли оянда номида мешавад рамзгузории метабаро (инчунин номида мешавад штрих-кодгузории ҷомеа) ҳамон принсипро ҳамчун штрих -кодҳои классикӣ истифода мебарад, аммо бо суръати баландтар, ки коркарди ҳамзамони садҳо намунаҳоро дар як таҳлил имкон медиҳад. Вақте ки намунаҳои мукаммал дар маҷмӯъ муайян карда мешаванд, истифодаи истилоҳ пешниҳод карда шуд Метабаркодгузории ДНК барои фарқ кардани равишҳо бо истифода аз ДНК -и экологӣ (eDNA) [27]. Аммо, чун бозёфтҳои мо асосан ба усулҳои бар eDNA асосёфта низ дахл доранд, мо дар ин ҷо ба маънои васеъ ба метабаркод ишора мекунем. Ҳоло метабодкод барои ҳалли доираи васеи мушкилоти биологӣ, аз қабили кашфи намудҳои инвазивӣ [28], таҳлили мундариҷаи рӯда [29] ва арзёбии микробҳо [30] ва гуногунии метазоан, ба монанди артроподҳо (масалан [31 , 32]). Таҳқиқоти ибтидоӣ оид ба диатомҳои бентикӣ [33] ва макроинмурозҳо [34] потенсиали ин усулро дар инқилоби тарзи мониторинги экосистемаҳои ҷараён нишон медиҳанд. Аммо, мушкилоти умумии марбут ба истифодаи метабодкод барои арзёбии экосистема вуҷуд доранд. Дар ҳоле ки қубурҳои пешакӣ барои таҳлили додаҳо мавҷуданд (масалан, Mothur [35], QIIME [36], қубури UPARSE [37]), пойгоҳи додаҳои штрих-код ҳанӯз нопурра мебошанд. Илова бар ин, ду мушкили дорои аҳамияти марказӣ вуҷуд доранд, ки ба таври систематикӣ ҳал нашудаанд. Аввалан, организмҳои намунавӣ дорои биомассаҳои хеле гуногун мебошанд ва аз ин рӯ, организмҳои хурд метавонанд аз сабаби шумораи ками пайдарпайӣ аз байн раванд [38]. Сониян, самаранокии тақвияти генҳои ДТЛ дар байни намудҳо фарқ мекунад ва ин метавонад ба таври ҷиддӣ ғаразнок бошад [34,39] махсусан бо назардошти тағирёбии биомасса. Ҳисобҳои дақиқи биомасса дар робита бо барқарорсозии намунаҳо ва ғарази праймер иҷро нашудаанд.

Мо як стратегияи инноватсионӣ ва муассирро барои таҳлили намунаҳои макроустухонҳо дар платформаи пайдарпайии Illumina MiSeq тавсиф мекунем. Шабеҳи пайдарпайии баланд дар пайдарпаии ампликон метавонад ба паст шудани сифати пайдарпай дар платформаҳои Illumina оварда расонад [40]. Мо ин масъаларо бо истифода аз праймерҳои беҳамтои фюционӣ, ки ба минтақаи штрих-кодкунии стандартӣ нигаронида шудаанд, ҳал мекунем, ки ҳамзамон дар самти пайдарпайии пеш ва баръакс барои зиёд кардани гуногунии нуклеотидҳо ва ба ин васила беҳтар кардани сифати хониш ҷойгир шудаанд. Бо протоколи нав, мо ду озмоиши назоратиро барои ҳалли ду мушкилоти дар боло тавсифшуда анҷом додем. Аввалан, мо робитаи байни биомасса ва фаровонии пайдарпайиро бо пайдарпаии намунаҳои аз ҷиҳати генетикӣ фарқкунанда, ки аз ҷиҳати биомасса хеле фарқ мекунанд, аммо ба як намуд мансубанд, арзёбӣ кардем. Ин ба мо имкон дод муайян кунем, ки намунаҳои хурд аз сабаби фарогирии ками хондан гум мешаванд ё не. Сониян, мо миқдори баробари матоъро аз 52 таксонҳои оби ширин истифода бурдем, то муайян кунем, ки онҳо бо назардошти тамоюли тақвияти ПТР барои намудҳо ҳангоми истихроҷи бисёр намудҳо то чӣ андоза хуб барқарор карда шудаанд. Ҳама таҳлилҳо бо такрори даҳ такмил барои беҳтар кардани устувории оморӣ анҷом дода шуданд.


Муайянкунии патоген дар асоси микрооррент

Бартарии муайянкунии микроаррей дар он аст, ки он метавонад стратегияҳои пурқуввати амплификатсияи кислотаи нуклеинро бо қобилияти азими скрининги технологияи микроаррей муттаҳид созад, ки дар натиҷа сатҳи баланди ҳассосият, хосият ва қобилияти гузариш ба даст меояд. Илова бар огоҳиҳои қаблан зикргардида, хароҷот ва мураккабии ташкилии иҷрои шумораи зиёди аксуламалҳои ПТР барои замимаҳои поёнии микрооррай ин имконотро имконпазир, вале ҷолиб мегардонанд. Ин маҳдудият фоидаи ин техникаро ба таври назаррас коҳиш дод ва ба рушди минбаъдаи барномаҳои поёноб монеъ шуд.

Тадқиқотчиён аксар вақт ба дурустии маълумоти микроарравӣ боварӣ надоранд ва саволи аксаран дода мешавад: Оё шумо бояд маълумотро бо техникаи алтернативӣ тасдиқ кунед? Ҷавоб якбора аст 'Ҳа'. Танҳо аз он сабаб, ки он муҳаққиқро ба натиҷаҳо бештар боварӣ мебахшад ва муҳимтар аз ҳама, баррасиҳо ҳатман инро талаб мекунанд.


Усулҳои истихроҷ ва муайян кардани ДНК аз хӯрок

Мавҷудияти усулҳои тез, дақиқ ва қулайи амплификация ва пайдарпайии ДНК таҳлили ДНК-ро як варианти қобили қабул барои бисёр намудҳои тафтишот кардааст. Дар соҳаи озмоиши озуқаворӣ, qPCR ва усулҳои пешрафтаи пайдарпайӣ барои таҳияи усулҳои ҳассос барои муайянкунии дақиқи ҷузъҳои ғизо ва дақиқ ошкор кардани ифлоскунандаҳо истифода шудаанд. Пешрафтҳо дар ҳарду техника дар даҳсолаи охир имкон доданд, ки компонентҳо дар сатҳи молекулавӣ муайян карда шаванд ва тавсифи дақиқи ҳама гуна ашёи ба ДНК асосёфта, ки дар маҳсулоти хӯрокворӣ мавҷуданд, аз омезиши гӯшт ва растаниҳо то ҳанутҳое, ки барои хушбӯй истифода мешаванд.

Дар тӯли чанд соли охир, таҳлили ДНК дар асоси qPCR дар доираи васеи сенарияҳои санҷиши хӯрокворӣ, аз ҷумла санҷиши GMO (1) (2), муайянкунии намудҳо дар маҳсулоти гӯштии омехта ва хўроки чорво (3) (4) бомуваффақият татбиқ карда шуд. ва ошкор кардани ифлоскунандаҳои микробҳо (5) (6). Дар моҳи марти соли 2013, муҳаққиқони Донишгоҳи Йоханнес Гутенберги Майнц як усули нави озмоиши ғизо дар асоси пайдарпайро эълон карданд &ndash&ldquoAll food Seq&rdquo&mdash, ки барои муайян кардани тамоми ДНК дар як ашёи ғизо як равиши геномӣ/биоинформатикаро истифода мебарад (7) . Дар муқоиса бо усулҳои кӯҳна, аз қабили ташхиси микроскопӣ, таҳлили сафеда ва фарҳанги микробҳо, qPCR ва усулҳои озмоиши ғизо дар асоси пайдарпай бартариҳо, аз қабили сарфаи вақт, хосият, ҳассосият ва мувофиқат барои автоматизатсия пешниҳод мекунанд.

Равишҳои пайдарпайии тамоми геномҳо тавассути мавҷудияти технологияҳои пайдарпайии насли оянда ва қудрати ҳисоббарорӣ барои таҳлили маълумоти бадастомада, муқоисаи он бо пайдарпаии намудҳои маълум ва мувофиқати эҳтимолӣ имконпазир мегардад. Бо истифода аз усули ба пайдарпайӣ асосёфта, шумо бояд донед, ки он чизеро, ки ҷустуҷӯ мекунед, пайдо кунед. Дар назария, ҳама компонентҳои ба ДНК асосёфтаи як ҷузъи ғизоро муайян кардан мумкин аст, ба шарте ки он дар пойгоҳи иттилоотии шумо мувофиқат дошта бошад.

Равишҳои ба qPCR асосёфта барои ҷустуҷӯи пайдарпаии мушаххаси ДНК ва на пайдарпаии мушаххаси намудҳо ё дар ҳолати санҷиши GMO, пайдарпаии мушаххаси генетикӣ ва ашёи ғизоии mdashin истифода мешаванд. Дар соли 2012, як мақолае, ки дар назорати озуқаворӣ (4) нашр шудааст, усули дар вақти воқеӣ муайян кардани хук, мурғ, мурғи марҷон, гӯшти гов ва барра дар гӯшти омехта ва намунаҳои ғизои коркардшударо тавсиф кардааст. Ин муаллифон маҷмӯаи Tissue DNA Purification Maxwell® 16-ро барои автоматикунонии истихроҷи ДНК аз омехтаҳои гуногуни гӯшт истифода бурданд ва сипас праймерҳои PCR-ро барои ҳар як намуд барои муайян кардани гӯшти компонент истифода карданд. Онҳо тавонистанд намудҳои алоҳидаро то сатҳи 1% дар омехтаҳои бо гӯштҳои гуногуни мақсаднок пошидашуда ошкор кунанд. Усулҳои бар ДНК асосёфтаи гӯшт дар гӯшти коркардшуда ва пухта нисбат ба усулҳои ба протеин асосёфта ба монанди иммуноанализҳо самараноктаранд ва инчунин қобилияти фарқ кардани намудҳои шабеҳро доранд (4) (8).

Ҷудо кардани ДНК аз ғизо бо истифода аз протоколҳои анъанавӣ метавонад як раванди тӯлонӣ ва эҳтимолан хатарнок бошад. Мавҷудияти усулҳои тезтаре, ки аз таъсири ҳалкунандаҳои хатарнок канорагирӣ мекунанд ва ба автоматизатсия мувофиқанд, ҷудокунии самараноктар ва муваффақтари ДНК -ро аз хӯрок имкон доданд ва ба таҳлили бомуваффақияти qPCR мусоидат карданд. Усулҳои тозакунии ДНК бояд қодир бошанд ДНК -ро аз ингибиторҳои эҳтимолии ПТР, ки дар маҳсулоти хӯрокворӣ мавҷуданд, тоза карда тавонанд ва инчунин бояд ДНК -ро, ки ҳангоми коркарди ғизо, ба монанди пухтупаз, нигоҳдорӣ ё стерилизатсия пора -пора шуда буданд, тоза карда тавонанд (9) (10) . Аз ин рӯ, интихоби усули тозакунии ДНК ва инчунин интихоби ҳадафҳои ПТР метавонад вобаста ба маҳсулоти мушаххаси хӯрокворӣ ва ДНК -и мавриди ҳадаф ба муваффақият дар таҳлили хӯрок таъсир расонад.


Усули таҳлили RFLP

Техникаи таҳлили RFLP буридани як минтақаи муайяни ДНК-ро бо тағирёбии маълум бо ферментҳои маҳдудкунанда, сипас ҷудо кардани порчаҳои ДНК тавассути электрофорези гели агароз ва муайян кардани шумораи порчаҳо ва андозаи нисбӣ дар бар мегирад.

Ферментҳои маҳдудкунанда як фермент, як молекулаи сафеда мебошад, ки ДНК-ро дар ҷойҳои маҳдудкунанда буридааст. Аслан, намунаи ДНК тавассути ферментҳои маҳдудкунанда шикаста ва ҳазм карда мешавад. Порчаҳои ҳосилшуда аз рӯи дарозии онҳо ҷудо карда мешаванд ва намунаи андозаи порчаҳо барои ҳар як фарди санҷидашуда фарқ мекунад.

Раванди пурраи RFLP тамғаи санҷиш, фрагментатсияи ДНК, электрофорез, блоттинг, гибридизатсия, шустан ва авторадиографияро талаб мекунад. RFLP-и ошкоршуда бо истифода аз филми рентгенӣ дар авторадиография визуалӣ карда мешавад, ки дар он пораҳои ДНК пас аз ҷудо кардани онҳо тавассути электрофорез аз ҳамдигар дида ва таҳлил карда мешаванд.


Аз органеллҳо то биосфераҳо

Макромолекулаҳо метавонанд дар дохили ҳуҷайра агрегатҳоро ташкил кунанд, ки бо мембранаҳо иҳота шудаанд, онҳоро органеллҳо меноманд. Органеллҳо сохторҳои хурде мебошанд, ки дар дохили ҳуҷайраҳо мавҷуданд. Мисолҳои инҳо иборатанд аз: митохондрияҳо ва хлоропластҳо, ки вазифаҳои ҳатмиро иҷро мекунанд. Митохондрия барои тавлиди ҳуҷайра энергия тавлид мекунад, дар ҳоле ки хлоропластҳо ба растаниҳои сабз имкон медиҳанд, ки энергияро дар нури офтоб барои истеҳсоли қанд истифода баранд. Ҳама мавҷудоти зинда аз ҳуҷайраҳо сохта шудаанд ва худи ҳуҷайра хурдтарин воҳиди бунёдии сохтор ва функсия дар организмҳои зинда мебошад. (Ин талабот аз он сабаб аст, ки вирусҳо зинда ҳисобида намешаванд: онҳо аз ҳуҷайраҳо сохта нашудаанд. Барои сохтани вирусҳои нав, онҳо бояд механизми репродуктивии як ҳуҷайраи зиндаро забт кунанд ва рабоянд. организмҳо аз як ҳуҷайра ва дигарон бисёрҳуҷайраӣ иборатанд. Ҳуҷайраҳо ба прокариотҳо ё эукариотҳо тасниф карда мешаванд. Прокариотҳо организмҳои якҳуҷайраӣ ё колония мебошанд, ки баръакс ядроҳои бо мембрана басташуда надоранд, ҳуҷайраҳои эукариотҳо органеллҳои бо мембрана басташуда ва ядрои бо мембрана басташуда доранд.

Дар организмҳои калонтар, ҳуҷайраҳо барои сохтани бофтаҳо муттаҳид мешаванд, ки онҳо гурӯҳҳои ҳуҷайраҳои шабеҳ мебошанд, ки вазифаҳои шабеҳ ё алоқамандро иҷро мекунанд. Органҳо маҷмӯи бофтаҳое мебошанд, ки якҷо ҷамъ шуда, вазифаи умумиро иҷро мекунанд. Органҳо на танҳо дар ҳайвонот, балки дар растаниҳо низ мавҷуданд. Системаи узвҳо як сатҳи олии созмонест, ки аз мақомоти ба ҳам алоқаманд иборат аст. Ширхӯрон бисёр системаҳои узв доранд. Масалан, системаи гардиши хун хунро тавассути бадан интиқол медиҳад ва ба шуш ва аз шуш узвҳо, ба монанди дил ва рагҳои хунгузарро дар бар мегирад. Ғайр аз он, организмҳо мавҷудоти инфиродӣ мебошанд. Масалан, ҳар як дарахти ҷангал як организм аст. Прокариотҳои якҳуҷайраӣ ва эукариотҳои як ҳуҷайравӣ низ организмҳо ба ҳисоб мераванд ва маъмулан онҳоро микроорганизмҳо меноманд.

Ҳама фардҳои намудҳое, ки дар як минтақаи мушаххас зиндагӣ мекунанд, ба таври умумӣ популятсия номида мешаванд. Масалан, ҷангал метавонад дарахтони зиёди санавбарро дар бар гирад. Ҳамаи ин дарахтони санавбар аҳолии дарахтони санавбар дар ин ҷангалро ифода мекунанд. Аҳолии гуногун метавонанд дар як минтақаи мушаххас зиндагӣ кунанд. Масалан, ҷангали дарахтони санавбар популяцияи растаниҳои гулдор, инчунин ҳашарот ва популяцияи микробҳоро дар бар мегирад. Ҷомеа маҷмӯи аҳолӣест, ки дар як минтақаи муайян зиндагӣ мекунанд. Масалан, ҳама дарахтон, гулҳо, ҳашаротҳо ва дигар популясияҳои ҷангал ҷомеаи ҷангал ва rsquosро ташкил медиҳанд. Худи ҷангал як экосистема аст. Экосистема аз ҳама мавҷудоти зинда дар як минтақаи мушаххас ва қисмҳои абиотикӣ ва ғайризиндаи он муҳит, аз қабили нитроген дар хок ё оби борон иборат аст. Дар сатҳи олии ташкил, биосфера маҷмӯи ҳама экосистемаҳо буда, он минтақаҳои ҳаёт дар рӯи заминро ифода мекунад. Он ба андозаи муайян замин, об ва ҳатто атмосфераро дар бар мегирад. Дар якҷоягӣ, ҳамаи ин сатҳҳо сатҳҳои биологии созмонро дар бар мегиранд, ки аз органеллҳо то биосфераро фаро мегиранд.

Тасвири (PageIndex<1>): Сатҳи биологии созмон: Сатҳҳои биологии ташкили мавҷудоти зинда иерархияро пайравӣ мекунанд, ба монанди сатҳи нишон додашуда. Аз як органелл то тамоми биосфера, организмҳои зинда қисми иерархияи хеле сохторӣ мебошанд.


Категорияҳои ғайригенетикӣ барои тиб ва экология

Дар тиб микроорганизмҳо аз рӯи морфология, физиология ва дигар атрибутҳо дар экология аз рӯи муҳити зист, энергия ва манбаи карбон муайян карда мешаванд.

Ҳадафҳои таълимӣ

Хусусиятҳое, ки барои тасниф истифода мешаванд, тавсиф кунед: бактерияҳо, вирусҳо ва микроорганизмҳо дар экология

Роҳҳои асосӣ

Нуқтаҳои асосӣ

  • Патоген дар соҳиби худ боиси беморӣ мешавад. Дар тиб якчанд намуди патогенҳо мавҷуданд: вирусҳо, бактерияҳо, занбӯруғҳо, паразитҳои эукариотӣ ва прионҳо.
  • Ҳангоми муайян кардани бактерияҳо дар лаборатория, хусусиятҳои зерин истифода мешаванд: рангубори грам, шакл, мавҷудияти капсула, тамоюли пайвастан, ҳаракат, нафаскашӣ, муҳити афзоиш ва оё он дохили дохили ё берун аз ҳуҷайра.
  • Вирусҳо асосан аз рӯи хусусиятҳои фенотипӣ ба монанди морфология, навъи кислотаи нуклеинӣ, тарзи такроршавӣ, организмҳои мизбон ва навъи беморие, ки онҳо ба вуҷуд меоранд, гурӯҳбандӣ карда мешаванд.
  • Дар экология, микроорганизмҳо аз рӯи намуди зисти онҳо, ё сатҳи трофикӣ, манбаи энергия ва манбаи карбон тасниф карда мешаванд.
  • Биологҳо дарёфтанд, ки ҳаёти микробҳо чандирии аҷибе барои зинда мондан дар муҳити шадид дорад, ки барои организмҳои мураккаб комилан номувофиқ хоҳанд буд, онҳоро экстремофилҳо меноманд ва намудҳои зиёде мавҷуданд.
  • Намудҳои гуногуни микроорганизмҳо омехтаи манбаъҳои гуногуни энергия ва карбонро истифода мебаранд. Инҳо метавонанд алтернативаҳои байни фото- ва химотрофия, байни лито- ва органотрофия, байни авто- ва гетеротрофия ё маҷмӯи онҳо бошанд.

Шартҳои асосӣ

  • вазифадор кардан: Қодир аст, ки танҳо дар муҳити мушаххас вуҷуд дошта бошад ё зинда монад: паразити ҳатмӣ ва анаэроби ҳатмӣ.
  • патоген: Ҳар як организм ё модда, махсусан микроорганизм, ки қодир ба боиси беморӣ, ба монанди бактерияҳо, вирусҳо, протозоаҳо ё занбӯруғҳо. Микроорганизмҳо то он даме, ки шумораи аҳолӣ ба миқдори кофӣ барои пайдоиши беморӣ расад, патогенӣ ҳисобида намешаванд.
  • экстремофил: Организме, ки дар шароити шадиди ҳарорат, шӯршавӣ ва ғайра зиндагӣ мекунад. Онҳо ҳамчун манбаи ферментҳое, ки дар шароити шабеҳ кор мекунанд, аз ҷиҳати тиҷорат муҳиманд.

Таснифи микроорганизмҳо дар тиб

Патоген (ба забони мардум бо номи микроб маълум аст) як агенти сирояткунандаест, ки дар мизбони худ бемориро ба вуҷуд меорад. Дар тиб якчанд намуди патогенҳо мавҷуданд: вирусҳо, бактерияҳо, занбӯруғҳо, паразитҳои эукариотӣ ва прионҳо.

БАКТЕРИЯ

Гарчанде ки аксари бактерияҳо безараранд, ҳатто фоидаоваранд, хеле ками онҳо патогенӣ мебошанд. Ҳар як намуди патогенӣ дорои спектри хоси мутақобила бо мизбонони инсонии худ мебошад.

Шартӣ, бактерияҳои патогенӣ танҳо дар шароити муайян патогенӣ мебошанд, ба монанди захме, ки барои ворид шудан ба хун ё паст шудани функсияи иммунӣ имкон медиҳад. Сироятҳои бактериявиро инчунин аз рӯи ҷойгиршавӣ дар бадан тасниф кардан мумкин аст, масалан, вагин, шуш, пӯст, ҳароммағз ва мағзи сар ва роҳҳои пешоб.

Ҳангоми муайян кардани бактерияҳо дар лаборатория хусусиятҳои зерин истифода мешаванд: рангкунии грам, шакл, мавҷудияти капсула, тамоюли пайвастшавӣ (як ё ҷуфт), ҳаракат, нафаскашӣ, муҳити афзоиш ва дар дохили ҳуҷайра ё берун аз ҳуҷайра будан.

Усулҳои фарҳангӣ барои парвариш ва муайян кардани бактерияҳои мушаххас тарҳрезӣ шуда, афзоиши дигаронро дар намуна маҳдуд мекунанд. Аксар вақт ин усулҳо барои намунаҳои мушаххас тарҳрезӣ шудаанд: масалан, намунаи балғам барои муайян кардани организмҳое, ки боиси пневмония мешаванд, табобат карда мешавад. Пас аз ҷудо кардани як организми патогенӣ, онро минбаъд бо морфология, шакли афзоиш (аэробӣ ё анаэробӣ), шакли гемолиз ва ранг кардани он тавсиф кардан мумкин аст.

ВИРУСҲО

Ба монанди системаҳои таснифоти барои организмҳои ҳуҷайра истифодашаванда, таснифоти вирусҳо аз сабаби табиати псевдозиндагии онҳо мавзӯи баҳсҳои давомдор мебошад. Аслан, онҳо зарраҳои зинда нестанд ва баъзе хусусиятҳои кимиёвӣ ба хусусиятҳои ҳаёт монанданд, аз ин рӯ онҳо ба системаи муқарраршудаи таснифоти биологӣ дуруст мувофиқат намекунанд.

Вирусҳо асосан аз рӯи хусусиятҳои фенотипӣ тасниф мешаванд, ба монанди:

  • морфология
  • навъи кислотаи нуклеинӣ
  • ҳолати такрорӣ
  • организмҳои мизбон
  • намуди бемориҳое, ки онҳо ба вуҷуд меоранд

Дар айни замон ду схемаи асосӣ барои таснифи вирусҳо истифода мешаванд: (1) системаи байналмилалии таксономияи вирусҳо (ICTV) ва (2) системаи таснифоти Балтимор, ки вирусҳоро ба яке аз ҳафт гурӯҳ ҷойгир мекунад. То имрӯз шаш фармоиш аз ҷониби ICTV таъсис дода шудааст:

  • Caudovirales
  • Герпесвирусҳо
  • Мононегавирусҳо
  • Нидовиралес
  • Пикорнавиралес
  • Тимовиралес

Ин фармонҳо вирусҳои дорои диапазони мизбони гуногунро дар бар мегиранд, ки танҳо баъзеи онҳо мизбони одамонро сироят мекунанд.

Таснифи Балтимор системаест, ки вирусҳоро ба яке аз ҳафт гурӯҳ вобаста ба омезиши:

  • кислотаи нуклеинӣ (ДНК ё РНК)
  • банд будан (як ё дугона)
  • ҳис кардан
  • усули такрори

Гурӯҳбандии дигар аз рӯи беморие, ки аз вирус ё морфологияи он ба вуҷуд омадааст, муайян карда мешавад, ки ҳеҷ кадоме аз онҳо қаноатбахш нест, зеро вирусҳои гуногун метавонанд як бемориро ба вуҷуд оранд ё ба ҳам хеле монанд монанд. Илова бар ин, муайян кардани сохторҳои вирусӣ одатан дар зери микроскоп душвор аст. Вирусҳоро мувофиқи геномашон тасниф кардан маънои онро дорад, ки онҳое, ки дар як категория дода шудаанд, ҳама ба ҳамин тарз рафтор мекунанд ва баъзе ишораҳоро дар бораи идома додани таҳқиқоти минбаъда пешкаш мекунанд.

Организмҳои дигар ҳамеша ба одамон беморӣ меоранд, ба монанди паразитҳои ҳатмии дохили ҳуҷайра, ки қодиранд танҳо дар дохили ҳуҷайраҳои дигар организмҳо афзоиш ёбанд.

Категорияҳои микроорганизмҳо дар экология

Дар экология, микроорганизмҳо аз рӯи намуди зисти онҳо ё сатҳи трофикӣ, манбаи энергия ва манбаи карбон гурӯҳбандӣ карда мешаванд.

Навъи зист

Биологҳо дарёфтанд, ки ҳаёти микробҳо барои зинда мондан дар муҳити шадид чандирии аҷибе дорад, ки барои организмҳои мураккаб комилан номувофиқ хоҳанд буд. Баъзеҳо ҳатто ба хулосае омаданд, ки шояд ҳаёт дар рӯи замин дар сӯрохиҳои гидротермалии дуртар аз сатҳи уқёнус оғоз шуда бошад.

Ан экстремофилӣ организмест, ки дар шароити шадид аз ҷиҳати ҷисмонӣ ё геохимиявӣ рушд мекунад ва барои аксари ҳаёти Замин зараровар аст. Аксари экстремофилҳои маълум микробҳо мебошанд. Домен Архея намунаҳои машҳурро дар бар мегирад, аммо экстремофилҳо дар наслҳои сершумор ва гуногуни генетикии ҳам бактерияҳо ва ҳам архейҳо мавҷуданд. Баръакси ин, организмҳоеро, ки дар муҳитҳои нисбатан мӯътадил зиндагӣ мекунанд, метавон ном бурд мезофилҳо ё нейтрофилҳо.

Синфҳои зиёди экстремофилҳо мавҷуданд, ки ҳар кадоми онҳо ба тарзи фарқ кардани чароғаки экологии он аз шароити мезофилӣ мувофиқанд. Бисёре аз экстремофилҳо ба категорияҳои гуногун дохил мешаванд ва номида мешаванд полиэкстремофилҳо. Баъзе намунаҳои намудҳои экстремофилҳо:

  • Ацидофил: организм бо афзоиши оптималии дар сатҳи pH 3 ё камтар
  • Ксерофил: организме, ки метавонад дар шароити бениҳоят хушк ва хушккунанда инкишоф ёбад, ки микробҳои хоки биёбони Атакама мисол оварда шудаанд.
  • Галофил: организме, ки барои афзоиш на камтар аз 0,2М консентратсияи намак (NaCl) талаб мекунад
  • Термофил: организме, ки метавонад дар ҳарорати аз 45 то 122 ° C инкишоф ёбад

Сатҳи трофикӣ, манбаи энергия ва манбаи карбон

Усулҳои ғизоии организм: Диаграммаи ҷараён барои муайян кардани он, ки як намуд автотроф, гетеротроф ё зергурӯҳ аст.

  • Фототрофҳо: гирифтани фотон барои ба даст овардани энергия амалӣ кунед. Онҳо энергияи нурро барои иҷрои равандҳои гуногуни мубодилаи ҳуҷайраҳо истифода мебаранд. Онҳо ҳатман фотосинтетикӣ нестанд. Аксарияти фототрофҳои хуб эътирофшуда мебошанд автотрофҳо, инчунин бо номи маълум фотоавтотрофхо, ва метавонад карбонро ислоҳ кунад.
  • Фотогетеротрофҳо: тавассути фотофосфоризатсия ATP истеҳсол мекунанд, аммо пайвастагиҳои органикии аз муҳити атроф ба даст омадаро барои сохтани сохторҳо ва дигар биомолекулаҳо истифода мебаранд.
  • Фотолитоавтотроф: организми автотрофӣ, ки энергияи рӯшноиро истифода мебарад ва донори электронҳои ғайриорганикӣ (масалан, Н.2О, Ҳ2, Х2S) ва CO2 ҳамчун манбаи карбон.
  • Химиотрофҳо: энергияи худро тавассути оксидшавии донорҳои электрон дар муҳити онҳо ба даст оранд.
  • Хемороротрофҳо: организмҳое, ки пайвандҳои кимиёвиро дар пайвастагиҳои органикӣ ҳамчун манбаи энергия оксид мекунанд ва молекулаҳои карбонеро, ки барои фаъолияти ҳуҷайра лозиманд, ба даст меоранд. Ба ин пайвастагиҳои органикии оксидшуда шакар, равған ва сафедаҳо дохил мешаванд.
  • Хеморганогетеротрофҳо (ё органотрофҳо) пайвастагиҳои камкардашударо ҳамчун манбаъҳои энергия, аз қабили карбогидратҳо, равғанҳо ва сафедаҳо аз наботот ва ҳайвонот истифода мебаранд. Хемолитогетеротрофҳолитотрофӣгетеротрофҳо) барои тавлиди ATP аз моддаҳои ғайриорганикӣ истифода мебаранд, аз ҷумла сулфиди гидроген ва сулфури элементарӣ.
  • Литоавтотроф: энергияро аз пайвастагиҳои камшудаи пайдоиши минералӣ ба даст меорад. Ҳамчунин метавонад ҳамчун номида шавад химолитоавтотрофҳо, ки роххои метаболикии автотрофии онхоро инъикос мекунанд. Литоавтотрофҳо танҳо микробҳо мебошанд ва аксарияти онҳо бактерияҳо мебошанд. Барои бактерияҳои литоавтотрофӣ танҳо молекулаҳои ғайриорганикӣ метавонанд ҳамчун манбаи энергия истифода шаванд.
  • Миксотроф: Метавонад омехтаи сарчашмаҳои гуногуни энергия ва карбонро истифода барад. Инҳо метавонанд алтернативаҳои байни фото- ва хемотрофия, байни лито- ва органотрофия, байни авто- ва гетеротрофӣ ё омезиши онҳо бошанд. Метавонад эукариот ё прокариот бошад.

Морфологияи гуногун дар вирусҳои гуногуни герпес: Various viruses from the Herpesviridae family seen using an electron micrograph. Amongst these members is varicella-zoster (Chickenpox), and herpes simplex type 1 and 2 (HSV-1, HSV-2).