هر آنچه باید درباره ی پروب ها بدانیم!

انواع پروب و کاربرد آن

مقدمه:

اگرچه ما نمیتوانیم DNA را ببینیم اما دانشمندان با استفاده از ویژگی های بیوشیمیایی DNA، تکنیک مولکولی به نام پروب ژن ایجاد کردند. پروب ژنی قطعات کوتاه و تک رشته ای  DNA و RNA است، یکی از ویژگی های مهم آن که آن را از آغازگرهای DNA  متفاوت میکند و برای یافتن آن میان  مولکول های مختلف کاربرد دارد، برچسبی است (label) که در انتهای پروب متصل شده است. برای تشکیل پروب از روش هیبریداسیون استفاده میکنند که به معنای تشکیل پیوند هیدروژنی میان جفت بازهای مکمل اسید نوکلوئیک است.

امروزه در آزمایشگاه میتوان تا حدود 100 نوکلئوتید ساخت که به محققان کمک میکند برای یافتن ژن مورد نظر و برای تشخیص اسید نوکلئیک در نمونه. بنابراین برای ساختن پروب پس از شناسایی توالی مورد نظر نوکلئوتیدها، جدا شده و به مقدار مورد نیاز تولید شود و سپس با برچسب مناسب، لیبل گذاری انجام میگیرد.

انواع probe

انواع پروب عبارتند از:
پروب های DNA
پروب های RNA

• پروب های DNA و کاربرد آن

پروب DNA دارای کلون هایی با توالی DNA طولانی تر نسبت به پروب RNA هستند. میتوان آنها را از کلون های cDNA تهیه کرد یا با روش های شیمیایی سنتز کرد. این پروبها برای تشخیص میکروارگانیسمها در یک نمونه، برای تولید مجدد یا شناسایی بهتر همان مجموعه cDNA و همچنین می تواند برای یافتن اللهای جهش یافته که باعث اختلال ژنتیکی شوند، بکار گرفته شوند. توالی نوکلئوتیدی پروب مصنوعی و DNA شبیه ساز شده، دو منبع احتمالی تروب هستند. برای تشخیص وجود توالی DNA مکمل از توالی مکمل آن با 100 تا 10000 جفت باز، استفاده می شود.

پروب taqman

این پروب، مثالی از پروب DNA است و یکی از پرکاربردترین پروب ها می باشد. دارای دو رنگ فلورسنت در طول موج های مختلف هستند، در استفاده از این پروب میزان جهش های نقطهای در سنتز آن کاهش مییابد زیرا فرآیند برچسب گذاری در دمای بالاتری از طریق PCR صورت می گیرد. PCR، بدلیل تولید سریع چندین نسخه DNA از یک نمونه، یکی از روشهای مهم در سنتز بوده که مورد توجه دانشمندان واقع شده است.

پروب الیگونوکلئوتید ساخت این نمونه از پروب بدلیل از بین رفتن کد ژنتیکی، با آنهایی که غنی از متیونین یا فقط با دو کدون هستند صورت می گیرد، به همین دلیل معمولا از دیگر پروبها کوتاه تر است. از پروب الیگو میتوان برای غربالگری مجموعه ی cDNA و شناسایی ژن رمزگذاری شده در پروتئین مورد نظر استفاده شود. این پروب ها اغلب دارای لیبل هستند.

• پروب های RNA و کاربرد آن

پروب های RNA بخش هایی از RNA تک رشته های هستند که شرایط خاص کاربرد دارد، اغلب آن هارا به عنوان ریبوپروب یا cRNA می شناسند. این پروب ها برای مطالعه بیان ژن و تشخیص وجود mRNA بکار می روند همچنین امروزه از آن در میکروآرایه ای که پروبهای بسیاری در سطح جامد بی حرکت هستند، مورد استفاده قرار می گیرد. این RNA ها از باکتریوفاژهایی مانند T7، SP6 وT3 سنتز می شوند.

چه تفاوت هایی بین پروب DNA و RNA وجود دارد؟

پروب های RNA بدلیل تک رشته بودن برتری بیشتری نسبت به پروب های DNA دارند از جمله برتری های آن بهبود سیگنال است که می توانند تقریبا در تمامی مراحل جایگزین پروب DNA شوند. در مقایسه با پروبهای DNA که روشهای مختلف برای سنتز وجود دارد، پروب های RNA فقط یک روش برای سنتز آن وجود دارد یعنی رونویسی آزمایشگاهی، رونویسی در شرایط آزمایشگاهی یک روش مطمئن برای پروب های RNA است.

مزیت این probe ها نسبت به روش سنتی، کشت چیست؟

امروزه در بسیاری از آزمایشات برای شناسایی و تشخیص میکروارگانیسم ها، آزمایش های پروب مولکولی جایگزین کشت ویروس و باکتری عامل بیماری می شود زیرا سرعت انجام آزمایشات مولکولی به مراتب بالاتر است. (در عرض چند ساعت یا چند دقیقه بدلیل حساسیت بالا انجام می گیرد) میکروارگانیسم ها: موجودات زنده میکروسکوپی که برخی از آن ها باعث ایجاد بیماری در انسان می شوند.

برچسب گذاری پروب (Labelling of probe)

برچسبی که در انتهای پروب متصل شده است، یکی از ویژگی های مهم آن به شمار می رود. در DNA بسیاری از عمل برچسب زدن وابسته به فعالیت پلیمراز است. این برچسب ها میتوانند مواد رادیواکتیو یا مولکول های غیر رادیواکتیو مانند بیوتین، دیگوکسیژنین و نوع فلوروفور ( غیرمستقیم ) باشند که برچسب گذاری توسط مواد غیر رادیواکتیو بدلیل ایمنی بیشتر و کارایی بالاتر گزینه بهتری است ولی سرعت پایینتری دارد، هچنین برای برچسب گذاری با ایزوتوپ های رادیواکتیو از مولکولهای فعال رادیویی مانند 32P یا 35S استفاده می شود. دیگوکسیژنین: ماده شیمیایی که منشا آن از گیاهان است و از آنتی بادی های مرتبط با آنزیم مورد نظر برای تشخیص آن استفاده می شود.

کاربرد کلی probe ها

کاربرد اصلی آنها در غربالگری ژنتیکی ( آیا فرد حامل جهش مغلوب است یا خیر ) است که خطر ابتلا به بیماریهای خاص همانند سرطان مورد بررسی قرار می گیرد همچنین برای تشخیص سریع بیماریهای عفونی و ارثی نیز به کار می رود. طراحی اختصاصی دارو برای شخص با توجه به ژنوتیپ های آن از دیگر کاربردهای پروب است.

نتیجه

در دهه های گذشته پیشرفت چشمگیری در زمینه تشخیص مولکولی صورت گرفته که در تشخیص بیماریها بسیار موثر بوده است. در تئوری هر نوکلئیک اسیدبه شرطی که برای شناسایی بهتر لیبل گذاری شود، میتواند به عنوان پروب شناخته شود. از پروب برای تشخیص توالی های اسید نوکلئیک در صنایع پزشکی، صنایع غذایی و علوم محیطی استفاده میشود. گردآورنده: مطهره تقی پور منابع:

1. https://www.genome.gov/genetics-glossary/Probe
2. https://geneticeducation.co.in/dna-probes-labelling-types-and-uses/
3. https://www.enzolifesciences.com/science-center/technotes/2019/may/what-are-the-differences-between-dna-and-rna-probes?/
4. https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/dna-probe
5. https://www.jenabioscience.com/images/741d0cd7d0/bro_FluorescentProbes_WEB.pdf