Bu farw Kary Mullis, enillydd gwobr Nobel Americanaidd mewn Cemeg, yng Nghaliffornia yn 74 oed. Yn ôl ei wraig, bu farw ar Awst 7. Yr achos yw methiant y galon ac anadlol oherwydd niwmonia.
Bydd James Watson ei hun, darganfyddwr y moleciwl DNA, yn dweud wrthym am ei gyfraniad i fiocemeg ac y derbyniodd y Wobr Nobel amdano.
Dyfyniad o'r llyfr gan James Watson, Andrew Berry, Kevin Davis
DNA. Hanes y Chwyldro Genetig
Pennod 7. Genom dynol. Senario bywyd
...
Dyfeisiwyd yr adwaith cadwyn polymeras (PCR) ym 1983 gan y biocemegydd Carey Mullis, a oedd yn gweithio yn Cetus. Roedd darganfyddiad yr adwaith hwn yn eithaf rhyfeddol. Cofiodd Mullis yn ddiweddarach: “Un nos Wener ym mis Ebrill 1983, cefais epiffani. Roeddwn i y tu ôl i’r llyw, yn gyrru i lawr ffordd fynydd droellog yng ngolau’r lleuad yng Ngogledd California, gwlad y coedwigoedd cochion.” Mae’n drawiadol mai yn y fath sefyllfa y tarodd ysbrydoliaeth arno. Ac nid yw'n wir bod gan ogledd California ffyrdd arbennig sy'n hyrwyddo mewnwelediad; dim ond bod ei ffrind wedi gweld Mullis yn goryrru’n ddi-hid ar hyd ffordd ddeuol rew ar un adeg ac ni wnaeth hynny ei drafferthu o gwbl. Dywedodd ffrind wrth y New York Times: “Roedd gan Mullis weledigaeth y byddai’n marw trwy chwilfriwio i goeden goch. Felly, nid yw'n ofni dim wrth yrru, oni bai bod coed cochion yn tyfu ar hyd y ffordd. ” Roedd presenoldeb coed coch ar hyd y ffordd yn gorfodi Mullis i ganolbwyntio a... dyma hi, cipolwg. Derbyniodd Mullis Wobr Nobel mewn Cemeg am ei ddyfais yn 1993 ac ers hynny mae wedi dod yn ddieithr hyd yn oed yn ei weithredoedd. Er enghraifft, mae'n gefnogwr i'r ddamcaniaeth adolygol nad yw AIDS yn gysylltiedig â HIV, a danseiliodd ei enw da ei hun yn sylweddol ac ymyrryd â meddygon.
Mae PCR yn adwaith eithaf syml. Er mwyn ei gyflawni, mae angen dau breimiwr wedi'u syntheseiddio'n gemegol sy'n cyd-fynd â phennau cyferbyniol gwahanol linynnau'r darn DNA gofynnol. Darnau byr o DNA un edefyn yw preimwyr, pob un tua 20 pâr bas o hyd. Hynodrwydd paent preimio yw eu bod yn cyfateb i'r adrannau DNA y mae angen eu mwyhau, hynny yw, y templed DNA.
(Cliciwch ar y llun) Kary Mullis, dyfeisiwr PCR
Mae penodoldeb PCR yn seiliedig ar ffurfio cyfadeiladau cyflenwol rhwng y templed a'r paent preimio, oligonucleotidau synthetig byr. Mae pob un o'r paent preimio yn ategu un o linynnau'r templed dwy haen ac yn cyfyngu ar ddechrau a diwedd y rhanbarth chwyddedig. Mewn gwirionedd, mae'r “matrics” canlyniadol yn genom cyfan, a'n nod yw ynysu'r darnau sydd o ddiddordeb i ni oddi wrtho. I wneud hyn, cynhesir y templed DNA dwy haen i 95 °C am sawl munud i wahanu'r llinynnau DNA. Gelwir y cam hwn yn ddadnatureiddiad oherwydd bod y bondiau hydrogen rhwng y ddau edefyn DNA yn cael eu torri. Unwaith y bydd y llinynnau wedi gwahanu, mae'r tymheredd yn cael ei ostwng i ganiatáu i'r paent preimio glymu i'r templed un edefyn. Mae DNA polymeras yn dechrau dyblygu DNA trwy rwymo i ddarn o gadwyn niwcleotid. Mae'r ensym DNA polymeras yn atgynhyrchu'r llinyn templed gan ddefnyddio paent preimio fel paent preimio neu enghraifft ar gyfer copïo. O ganlyniad i'r cylch cyntaf, rydym yn cael dyblu dilyniannol lluosog o adran DNA benodol. Nesaf rydym yn ailadrodd y weithdrefn hon. Ar ôl pob cylch rydym yn cael ardal darged mewn maint dwbl. Ar ôl pump ar hugain o gylchoedd PCR (hynny yw, mewn llai na dwy awr), mae gennym y rhanbarth DNA sydd o ddiddordeb i ni mewn swm 225 gwaith yn uwch na'r gwreiddiol (hynny yw, rydym wedi ei chwyddo tua 34 miliwn o weithiau). Yn wir, yn y mewnbwn cawsom gymysgedd o preimwyr, patrymlun DNA, yr ensym DNA polymeras a basau rhydd A, C, G a T, mae swm cynnyrch adwaith penodol (wedi'i gyfyngu gan y paent preimio) yn tyfu'n esbonyddol, ac mae'r nifer Mae copïau DNA “hir” yn llinol, felly mewn cynhyrchion adwaith sy'n dominyddu.
Ymhelaethiad ar yr adran DNA a ddymunir: adwaith cadwynol polymeras
Yn nyddiau cynnar PCR, y brif broblem oedd y canlynol: ar ôl pob cylch gwresogi-oeri, roedd yn rhaid ychwanegu DNA polymeras at y gymysgedd adwaith, gan ei fod yn anactifadu ar dymheredd o 95 ° C. Felly, roedd angen ei ail-ychwanegu cyn pob un o'r 25 cylch. Roedd y weithdrefn adwaith yn gymharol aneffeithlon, roedd angen llawer o amser a'r ensym polymeras, ac roedd y deunydd yn ddrud iawn. Yn ffodus, daeth Mam Natur i'r adwy. Mae llawer o anifeiliaid yn teimlo'n gyfforddus ar dymheredd llawer uwch na 37 °C. Pam daeth y ffigwr 37 °C yn bwysig i ni? Digwyddodd hyn oherwydd bod y tymheredd hwn yn optimaidd ar gyfer E. coli, ac ohono y cafwyd yr ensym polymeras ar gyfer PCR yn wreiddiol. Ym myd natur mae yna ficro-organebau y mae eu proteinau, dros filiynau o flynyddoedd o ddetholiad naturiol, wedi dod yn fwy ymwrthol i dymheredd uchel. Cynigiwyd defnyddio DNA polymerasau o facteria thermoffilig. Trodd yr ensymau hyn allan i fod yn thermostable ac roeddent yn gallu gwrthsefyll llawer o gylchoedd adwaith. Roedd eu defnydd yn ei gwneud yn bosibl i symleiddio ac awtomeiddio PCR. Cafodd un o'r polymerasau DNA thermostable cyntaf ei ynysu o'r bacteriwm Thermus aquaticus, sy'n byw yn ffynhonnau poeth Parc Cenedlaethol Yellowstone, a chafodd ei enwi'n Taq polymerase.
Daeth PCR yn gyflym i fod yn geffyl gwaith y Prosiect Genom Dynol. Yn gyffredinol, nid yw'r broses yn wahanol i'r un a ddatblygwyd gan Mullis, mae newydd gael ei awtomeiddio. Nid oeddem bellach yn ddibynnol ar dyrfa o fyfyrwyr graddedig gwan-witted yn arllwys defnynnau o hylif yn ofalus i mewn i diwbiau prawf plastig. Mewn labordai modern sy'n cynnal ymchwil genetig moleciwlaidd, perfformir y gwaith hwn ar gludwyr robotig. Mae robotiaid PCR sy'n ymwneud â phrosiect dilyniannu mor fawr â'r Genom Dynol yn gweithio'n ddiflino gyda llawer iawn o bolymeras sy'n sefydlog â gwres. Roedd rhai gwyddonwyr a oedd yn gweithio ar y Prosiect Genom Dynol wedi'u cythruddo gan y breindaliadau afresymol o uchel a ychwanegwyd at gost nwyddau traul gan berchennog y patent PCR, y cawr fferyllol diwydiannol Ewropeaidd Hoffmann-LaRoche.
“Egwyddor yrru” arall oedd y dull dilyniannu DNA ei hun. Nid oedd sail gemegol y dull hwn yn newydd ar y pryd: mabwysiadodd y Interstate Human Genom Project (HGP) yr un dull dyfeisgar ag yr oedd Fred Sanger wedi'i ddatblygu yn ôl yng nghanol y 1970au. Roedd yr arloesedd yn y raddfa a'r graddau o awtomeiddio y gallai dilyniannu ei gyflawni.
Yn wreiddiol, datblygwyd dilyniannu awtomataidd yn labordy Lee Hood yn Sefydliad Technoleg California. Mynychodd ysgol uwchradd yn Montana a chwarae pêl-droed coleg fel chwarterwr; Diolch i Hood, enillodd y tîm bencampwriaeth y wladwriaeth fwy nag unwaith. Daeth ei sgiliau gwaith tîm hefyd yn ddefnyddiol yn ei yrfa wyddonol. Roedd labordy Hood yn cael ei staffio gan griw brith o gemegwyr, biolegwyr, a pheirianwyr, a buan iawn y daeth ei labordy yn arweinydd mewn arloesedd technolegol.
Mewn gwirionedd, dyfeisiwyd y dull dilyniannu awtomataidd gan Lloyd Smith a Mike Hunkapiller. Cysylltodd Mike Hunkapiller, a oedd yn gweithio yn labordy Hood ar y pryd, â Lloyd Smith gyda chynnig am ddull dilyniannu gwell lle byddai pob math o sylfaen yn cael ei liwio'n wahanol. Gallai syniad o'r fath gynyddu effeithlonrwydd proses Sanger bedair gwaith. Yn Sanger, wrth ddilyniannu ym mhob un o bedwar tiwb (yn ôl nifer y basau), gyda chyfranogiad DNA polymeras, mae set unigryw o oligonucleotidau o wahanol hyd yn cael ei ffurfio, gan gynnwys dilyniant preimio. Nesaf, ychwanegwyd formamid at y tiwbiau ar gyfer gwahanu cadwyn a pherfformiwyd electrofforesis gel polyacrylamid ar bedair lôn. Yn fersiwn Smith a Hunkapiller, mae dideoxyniwcleotidau wedi'u labelu â phedwar lliw gwahanol ac mae PCR yn cael ei berfformio mewn un tiwb. Yna, yn ystod electrofforesis gel polyacrylamid, mae pelydr laser mewn lleoliad penodol ar y gel yn cyffroi gweithgaredd y llifynnau, ac mae'r synhwyrydd yn pennu pa niwcleotid sy'n mudo trwy'r gel ar hyn o bryd. Ar y dechrau, roedd Smith yn besimistaidd - roedd yn ofni y byddai defnyddio dosau tra-isel o liw yn arwain at y rhanbarthau niwcleotid yn anwahanadwy. Fodd bynnag, gan fod ganddo ddealltwriaeth ragorol o dechnoleg laser, buan y daeth o hyd i ffordd allan o'r sefyllfa trwy ddefnyddio llifynnau fflworocrom arbennig sy'n fflworoleuedd pan fyddant yn agored i ymbelydredd laser.
(Fersiwn llawn - 4,08 MB) Print cain: dilyniant DNA wedi'i ddilyniannu gan ddefnyddio dilyniannydd awtomatig, a gafwyd o beiriant dilyniannu awtomatig. Mae pob lliw yn cyfateb i un o bedwar gwaelod
Yn y fersiwn glasurol o'r dull Sanger, mae un o'r llinynnau o'r DNA a ddadansoddwyd yn gweithredu fel templed ar gyfer synthesis llinyn cyflenwol gan yr ensym DNA polymeras, yna mae'r dilyniant o ddarnau DNA yn cael ei ddidoli mewn gel yn ôl maint. Mae pob darn sy'n cael ei gynnwys mewn DNA yn ystod synthesis ac sy'n caniatáu delweddu cynhyrchion adwaith wedi'i labelu â lliw fflwroleuol sy'n cyfateb i waelod y derfynell (trafodwyd hyn ar t. 124); felly, bydd fflworoleuedd y darn hwn yn ddynodwr ar gyfer sylfaen benodol. Yna y cyfan sy'n weddill yw perfformio canfod a delweddu'r cynhyrchion adwaith. Mae'r canlyniadau'n cael eu dadansoddi gan gyfrifiadur a'u cyflwyno fel dilyniant o gopaon amryliw sy'n cyfateb i bedwar niwcleotid. Yna trosglwyddir y wybodaeth yn uniongyrchol i system wybodaeth y cyfrifiadur, gan ddileu'r broses fewnbynnu data sy'n cymryd llawer o amser ac weithiau'n boenus a oedd yn ei gwneud yn anodd iawn dilyniannu.
» Ceir rhagor o fanylion am y llyfr yn
»
»
Ar gyfer Khabrozhiteley gostyngiad o 25% gan ddefnyddio cwpon - PCR
Ffynhonnell: hab.com