Hvordan kan en biolog bestemme, om mutation er sket?

Biologer bruger en række forskellige metoder til at bestemme, om der er sket en mutation. De anvendte specifikke metoder afhænger af den type mutation, der undersøges, den organisme, der studeres, og de tilgængelige ressourcer. Her er nogle almindelige tilgange:

1. DNA -sekventering:

* direkte sekventering: Dette er den mest almindelige og ligetil metode. DNA -regionen af interesse amplificeres ved anvendelse af PCR (polymerasekædereaktion) og sekventeres derefter ved anvendelse af automatiserede sekventeringsteknikker. Sekvensen sammenlignes derefter med en referencesekvens (normalt en vildtype eller normal sekvens). Eventuelle forskelle i sekvenserne indikerer en mutation.

* Next-Generation Sequencing (NGS): Dette er en sekventeringsteknologi med høj kapacitet, der kan sekvensere millioner af DNA-fragmenter samtidigt. NGS er især nyttig til at detektere mutationer i store regioner af genomet eller til at identificere mutationer i en population af celler.

2. Elektroforese:

* Begrænsningsfragmentlængde polymorfisme (RFLP): Denne teknik bruger restriktionsenzymer, der skar DNA ved specifikke sekvenser. Hvis en mutation ændrer et begrænsningssted, ændres størrelsen på de producerede DNA -fragmenter. Dette kan visualiseres ved hjælp af gelelektroforese.

* enkeltstrenget konformationel polymorfisme (SSCP): Denne teknik bruger det faktum, at enkeltstrengede DNA-molekyler med mutationer foldes forskelligt. De forskelligt foldede molekyler migrerer forskelligt på en gel, hvilket tillader påvisning af mutationer.

3. Molekylære assays:

* allelspecifikt oligonukleotid (ASO) hybridisering: Denne teknik bruger korte DNA -prober, der er komplementære til specifikke alleler. Prober, der matcher den muterede allel, vil hybridisere til DNA'et, mens prober, der matcher vildtype-allelen, ikke.

* polymerasekædereaktion (PCR) med mutationsspecifikke primere: PCR -primere er designet til specifikt at forstærke den muterede allel. Hvis mutationen er til stede, forstærkes PCR -produktet, mens det ikke vil blive forstærket, hvis mutationen er fraværende.

4. Fænotypisk analyse:

* Ændringer i observerbare træk: Nogle mutationer resulterer i observerbare ændringer i organismenes fænotype, såsom ændringer i farve, størrelse eller opførsel. Disse ændringer kan bruges til at identificere individer med mutationer.

* Funktionelle assays: Dette involverer test af aktiviteten af et protein eller enzym, der kodes af det muterede gen. Hvis proteinet eller enzymet er ikke-funktionelt eller har ændret aktivitet, kan dette bruges til at identificere mutationen.

5. Cellekulturteknikker:

* udødelige cellelinjer: Visse cellelinjer kan dyrkes i laboratoriet og kan bruges til at studere mutationer. Disse cellelinjer kan bruges til at undersøge virkningerne af mutationer på cellevækst, spredning og andre cellulære processer.

* genredigeringsteknologier: Værktøjer som CRISPR-Cas9 kan bruges til at introducere specifikke mutationer i cellelinjer, hvilket muliggør undersøgelse af virkningerne af mutationen.

6. Befolkningsundersøgelser:

* Mutationsfrekvens: Ved at studere hyppigheden af mutationer i en population kan biologer identificere mutationer, der er forbundet med specifikke sygdomme eller fænotyper.

* Befolkningsgenetik: Befolkningsgenetiske undersøgelser kan spore udviklingen af mutationer over tid og deres indflydelse på befolkningens samlede kondition.

Det er vigtigt at bemærke, at de metoder, der bruges til at bestemme, om der er opstået en mutation, vil variere afhængigt af den specifikke kontekst og forskningsspørgsmålet, der behandles. Kombination af flere tilgange kan ofte give mere robust bevis for tilstedeværelsen af en mutation.