Mshindi wa Tuzo ya Nobel ya Amerika katika Kemia Kary Mullis alikufa huko California akiwa na umri wa miaka 74. Kulingana na mkewe, kifo kilitokea mnamo Agosti 7. Sababu ni kushindwa kwa moyo na kupumua kutokana na pneumonia.
James Watson mwenyewe, mgunduzi wa molekuli ya DNA, atatuambia kuhusu mchango wake katika biokemia na ambayo alipokea Tuzo ya Nobel.
Dondoo kutoka kwa kitabu cha James Watson, Andrew Berry, Kevin Davis
DNA. Historia ya Mapinduzi ya Jenetiki
Sura ya 7. Jenomu ya binadamu. Hali ya maisha
...
Polimerasi mnyororo mmenyuko (PCR) ilivumbuliwa mwaka 1983 na biokemia Carey Mullis, ambaye alifanya kazi katika Cetus. Ugunduzi wa majibu haya ulikuwa wa kushangaza sana. Mullis alikumbuka hivi baadaye: βIjumaa moja jioni katika Aprili 1983, nilikuwa na kumbukumbu fulani. Nilikuwa nyuma ya usukani, nikiendesha barabara ya mlima yenye mwanga wa mwezi, yenye kupindapinda huko Kaskazini mwa California, nchi ya misitu ya redwood.β Inashangaza kwamba ilikuwa katika hali kama hiyo kwamba msukumo ulimpata. Na sio kwamba kaskazini mwa California kuna barabara maalum zinazokuza ufahamu; ni kwamba rafiki yake aliwahi kumwona Mullis akiendesha kwa kasi kizembe kwenye barabara ya barafu yenye barafu na haikumsumbua hata kidogo. Rafiki mmoja aliliambia gazeti la New York Times: βMullis alikuwa na maono kwamba angekufa kwa kugonga mti wa redwood. Kwa hivyo, haogopi chochote wakati wa kuendesha gari, isipokuwa kuna miti ya redwood inayokua kando ya barabara. Uwepo wa kuni nyekundu kando ya barabara ulilazimisha Mullis kuzingatia na ... hapa ilikuwa, ufahamu. Mullis alipokea Tuzo ya Nobel ya Kemia kwa uvumbuzi wake mwaka wa 1993 na tangu wakati huo amekuwa mgeni hata katika matendo yake. Kwa mfano, yeye ni msaidizi wa nadharia ya marekebisho kwamba UKIMWI hauhusiani na VVU, ambayo ilidhoofisha sifa yake mwenyewe na kuingilia kati na madaktari.
PCR ni majibu rahisi sana. Ili kuitekeleza, tunahitaji vianzio viwili vilivyosanifiwa kwa kemikali ambavyo vinasaidiana na ncha tofauti za nyuzi tofauti za kipande cha DNA kinachohitajika. Primers ni sehemu fupi za DNA yenye nyuzi moja, kila moja ikiwa na urefu wa jozi 20 za msingi. Upekee wa primers ni kwamba yanahusiana na sehemu za DNA zinazohitaji kuimarishwa, yaani, template ya DNA.
(Picha inayoweza kubonyezwa) Kary Mullis, mvumbuzi wa PCR
Umaalumu wa PCR unategemea uundaji wa tata za ziada kati ya template na primers, oligonucleotides fupi za synthetic. Kila kitangulizi kinakamilisha moja ya nyuzi za kiolezo chenye ncha mbili na kuweka mipaka ya mwanzo na mwisho wa eneo lililokuzwa. Kwa kweli, "matrix" inayotokana ni genome nzima, na lengo letu ni kutenganisha vipande vya maslahi kwetu kutoka kwayo. Ili kufanya hivyo, template ya DNA iliyopigwa mara mbili huwashwa hadi 95 Β° C kwa dakika kadhaa ili kutenganisha nyuzi za DNA. Hatua hii inaitwa denaturation kwa sababu vifungo vya hidrojeni kati ya nyuzi mbili za DNA zimevunjwa. Mara tu nyuzi zitakapotengana, halijoto hupunguzwa ili kuruhusu vianzio kushikamana na kiolezo cha mshororo mmoja. DNA polimasi huanza urudufishaji wa DNA kwa kujifunga kwenye mnyororo wa nukleotidi. Kimeng'enya cha polimerasi ya DNA hunakili uzi wa kiolezo kwa kutumia kitangulizi kama kitangulizi au mfano wa kunakili. Kama matokeo ya mzunguko wa kwanza, tunapata mfuatano maradufu wa sehemu fulani ya DNA. Ifuatayo, tunarudia utaratibu huu. Baada ya kila mzunguko tunapata eneo la lengo kwa wingi mara mbili. Baada ya mizunguko ishirini na tano ya PCR (yaani, chini ya masaa mawili), tuna eneo la DNA la kuvutia kwetu kwa kiasi cha mara 225 zaidi ya asili (yaani, tumeikuza takriban mara milioni 34). Kwa kweli, kwa pembejeo tulipokea mchanganyiko wa vitangulizi, template ya DNA, kimeng'enya cha DNA polymerase na besi za bure A, C, G na T, kiasi cha bidhaa maalum ya mmenyuko (iliyopunguzwa na vitangulizi) inakua kwa kasi, na idadi. nakala za "muda mrefu" za DNA ni za mstari, kwa hivyo katika bidhaa za majibu hutawala.
Kukuza sehemu ya DNA inayotakiwa: mmenyuko wa mnyororo wa polymerase
Katika siku za mwanzo za PCR, shida kuu ilikuwa ifuatayo: baada ya kila mzunguko wa kupokanzwa-kupokanzwa, polymerase ya DNA ilibidi iongezwe kwenye mchanganyiko wa majibu, kwani ilikuwa imezimwa kwa joto la 95 Β° C. Kwa hivyo, ilihitajika kuiongeza tena kabla ya kila mizunguko 25. Utaratibu wa majibu haukuwa na ufanisi, ulihitaji muda mwingi na kimeng'enya cha polymerase, na nyenzo hiyo ilikuwa ghali sana. Kwa bahati nzuri, Mama Nature alikuja kuwaokoa. Wanyama wengi huhisi vizuri kwenye joto la juu zaidi ya 37 Β°C. Kwa nini takwimu 37 Β°C ikawa muhimu kwetu? Hii ilitokea kwa sababu halijoto hii ni bora zaidi kwa E. koli, ambapo kimeng'enya cha polimerasi cha PCR kilipatikana hapo awali. Kwa asili kuna microorganisms ambazo protini, zaidi ya mamilioni ya miaka ya uteuzi wa asili, zimekuwa sugu zaidi kwa joto la juu. Imependekezwa kutumia DNA polymerases kutoka kwa bakteria thermophilic. Enzymes hizi ziligeuka kuwa thermostable na ziliweza kuhimili mizunguko mingi ya athari. Matumizi yao yalifanya iwezekane kurahisisha na kufanya PCR kiotomatiki. Mojawapo ya polimasi za kwanza za DNA zinazoweza kuponya joto zilitengwa kutoka kwa bakteria Thermus aquaticus, ambayo huishi katika chemchemi za maji moto za Hifadhi ya Kitaifa ya Yellowstone, na iliitwa Taq polymerase.
PCR haraka ikawa kazi kubwa ya Mradi wa Jenomu ya Binadamu. Kwa ujumla, mchakato huo sio tofauti na ule uliotengenezwa na Mullis, umejiendesha tu. Hatukuwa tena tegemezi kwa umati wa wanafunzi waliohitimu wenye akili finyu waliokuwa wakimimina kwa uchungu matone ya kioevu kwenye mirija ya majaribio ya plastiki. Katika maabara za kisasa zinazofanya utafiti wa maumbile ya Masi, kazi hii inafanywa kwa wasafirishaji wa roboti. Roboti za PCR zinazohusika katika mradi wa mfuatano mkubwa kama Jenomu ya Binadamu hufanya kazi bila kuchoka na idadi kubwa ya polimasi isiyoweza kuhimili joto. Baadhi ya wanasayansi wanaofanya kazi kwenye Mradi wa Human Genome walikasirishwa na mirahaba ya juu isivyo sababu iliyoongezwa kwa gharama ya bidhaa za matumizi na mmiliki wa hati miliki ya PCR, kampuni kubwa ya dawa za viwandani za Uropa Hoffmann-LaRoche.
"Kanuni nyingine ya kuendesha gari" ilikuwa njia ya mpangilio wa DNA yenyewe. Msingi wa kemikali wa njia hii haukuwa mpya tena wakati huo: Mradi wa Interstate Human Genome Project (HGP) ulipitisha mbinu ile ile ya werevu ambayo Fred Sanger alikuwa amebuni nyuma katikati ya miaka ya 1970. Ubunifu umewekwa katika kiwango na kiwango cha otomatiki ambacho mpangilio uliweza kufikia.
Mfuatano wa kiotomatiki ulianzishwa awali katika maabara ya Lee Hood katika Taasisi ya Teknolojia ya California. Alienda shule ya upili huko Montana na kucheza mpira wa miguu chuo kikuu kama robo; Shukrani kwa Hood, timu ilishinda ubingwa wa serikali zaidi ya mara moja. Ujuzi wake wa kazi ya pamoja pia ulikuja kusaidia katika kazi yake ya kisayansi. Maabara ya Hood ilikuwa na wafanyakazi wengi wa wanakemia, wanabiolojia, na wahandisi, na hivi karibuni maabara yake ikawa kiongozi katika uvumbuzi wa teknolojia.
Kwa kweli, njia ya mpangilio wa kiotomatiki ilivumbuliwa na Lloyd Smith na Mike Hunkapiller. Mike Hunkapiller, wakati huo alikuwa akifanya kazi katika maabara ya Hood, alimwendea Lloyd Smith na pendekezo la mbinu iliyoboreshwa ya mpangilio ambapo kila aina ya msingi itapakwa rangi tofauti. Wazo kama hilo linaweza kuongeza ufanisi wa mchakato wa Sanger mara nne. Katika Sanger, wakati wa kupanga katika kila moja ya zilizopo nne (kulingana na idadi ya besi), na ushiriki wa DNA polymerase, seti ya kipekee ya oligonucleotides ya urefu tofauti huundwa, ikiwa ni pamoja na mlolongo wa primer. Kisha, formamide iliongezwa kwenye mirija ya kutenganisha mnyororo na electrophoresis ya gel ya Polyacrylamide ilifanywa kwenye njia nne. Katika toleo la Smith na Hunkapiller, didioxynucleotides zimeandikwa kwa rangi nne tofauti na PCR inafanywa katika bomba moja. Kisha, wakati wa electrophoresis ya gel ya polyacrylamide, boriti ya laser kwenye eneo maalum kwenye gel inasisimua shughuli za rangi, na detector huamua ni nucleotide gani inayohamia kwa sasa kupitia gel. Mwanzoni, Smith alikuwa na tamaa - alihofia kwamba kutumia viwango vya chini vya rangi vya rangi kungesababisha maeneo ya nyukleotidi kutoweza kutofautishwa. Hata hivyo, akiwa na ufahamu bora wa teknolojia ya laser, hivi karibuni alipata njia ya kutoka kwa hali hiyo kwa kutumia rangi maalum za fluorochrome ambazo fluoresce zinapofunuliwa na mionzi ya laser.
(Toleo kamili - 4,08 MB) Chapisho nzuri: Mfuatano wa DNA unaofuatana kwa kutumia kifuatiliaji kiotomatiki, kilichopatikana kutoka kwa mashine ya kupanga kiotomatiki. Kila rangi inalingana na moja ya besi nne
Katika toleo la kawaida la njia ya Sanger, moja ya nyuzi za DNA iliyochanganuliwa hufanya kama kiolezo cha usanisi wa kamba inayosaidia na kimeng'enya cha DNA polymerase, kisha mlolongo wa vipande vya DNA hupangwa kwa gel kwa ukubwa. Kila kipande ambacho kinajumuishwa katika DNA wakati wa usanisi na kuruhusu taswira ya baadae ya bidhaa za majibu kina lebo ya rangi ya umeme inayolingana na msingi wa mwisho (hii ilijadiliwa kwenye uk. 124); kwa hiyo, fluorescence ya kipande hiki itakuwa kitambulisho kwa msingi fulani. Kisha kinachobakia ni kugundua na kuibua bidhaa za majibu. Matokeo yanachambuliwa na kompyuta na kuwasilishwa kama mlolongo wa vilele vya rangi nyingi vinavyolingana na nyukleotidi nne. Kisha taarifa hiyo huhamishwa moja kwa moja kwenye mfumo wa taarifa wa kompyuta, hivyo basi kuondoa mchakato unaotumia muda mwingi na wakati mwingine chungu wa kuingiza data ambao ulifanya upangaji kuwa mgumu sana.
Β» Maelezo zaidi kuhusu kitabu yanaweza kupatikana
Β»
Β»
Kwa Khabrozhiteley punguzo la 25% kwa kutumia kuponi - PCR
Chanzo: mapenzi.com