Τι είναι ο πολυμορφισμός μήκους θραύσματος περιορισμού;

Ένας πολυμορφισμός μήκους περιοριστικού θραύσματος, ή RFLP, είναι μια παραλλαγή σε ομόλογες αλληλουχίες DNA. Οι πολυμορφισμοί είναι οι παραλλαγές στο ομόλογο DNA που εμφανίζονται μεταξύ των ατόμων, ενώ ο όρος περιορισμός αναφέρεται στο γεγονός ότι μικρά τμήματα DNA μπορούν να κοπούν από ένα μεγάλο κομμάτι χρησιμοποιώντας περιοριστικά ένζυμα. Ορισμένες τομές DNA έχουν μεγαλύτερη μεταβλητότητα από άλλες και οι τομές με υψηλό βαθμό μεταβλητότητας είναι χρήσιμες στην ανάλυση πολυμορφισμού μήκους περιοριστικού θραύσματος.

Ο πολυμορφισμός μήκους θραύσματος περιορισμού βασίζεται στη δραστηριότητα των περιοριστικών ενδονουκλεασών. Αυτή η κατηγορία ενζύμων βρίσκεται σε πολλά βακτηριακά είδη. Σε ένα βακτήριο, ο ρόλος των περιοριστικών ενδονουκλεασών είναι να παρέχουν προστασία έναντι του ξένου DNA που αποκτά πρόσβαση, σπάζοντας το σε κομμάτια. Στη μοριακή έρευνα, τα περιοριστικά ένζυμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον τεμαχισμό του DNA σε γνωστές θέσεις μεταβλητότητας, έτσι ώστε τα θραύσματα που προκύπτουν να μπορούν να αναλυθούν.

Κάθε τύπος ενζύμου αναγνωρίζει μια συγκεκριμένη αλληλουχία ζεύγους βάσεων DNA και ενεργεί για να διασπάσει το μόριο DNA σε οποιοδήποτε σημείο αναγνωρίζει την αλληλουχία. Τα βακτήρια προστατεύουν το δικό τους DNA από το σπάσιμο με ένα χαρακτηριστικό μοτίβο μεθυλίωσης του DNA που εμποδίζει τη δέσμευση των περιοριστικών ενδονουκλεασών. Έχουν ανακαλυφθεί περισσότερες από 800 διαφορετικές περιοριστικές ενδονουκλεάσες, οι οποίες μαζί αναγνωρίζουν περισσότερες από 100 μοναδικές αλληλουχίες νουκλεοτιδίων. Οι περισσότερες αναγνωρισμένες αλληλουχίες έχουν μήκος μεταξύ τεσσάρων και έξι ζευγών βάσεων.

Τα περιοριστικά ένζυμα χρησιμοποιούνται στη βιοτεχνολογία για την ανάλυση του πολυμορφισμού μήκους περιοριστικού θραύσματος για διάφορους λόγους. Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται για να κόψουν τα μήκη του DNA σε ορισμένες αλληλουχίες, έτσι ώστε να μπορούν να εξεταστούν οι διαφορές μεταξύ των ατόμων. Διαλύματα τεμαχισμένου DNA, κομμένα σε ορισμένες γνωστές αλληλουχίες νουκλεοτιδίων, υβριδοποιούνται με ανιχνευτές σχεδιασμένους να ανιχνεύουν προκαθορισμένες αλληλουχίες DNA. Τα δείγματα στη συνέχεια αναλύονται χρησιμοποιώντας ηλεκτροφόρηση γέλης. Αυτή η τεχνική παράγει ένα πήκτωμα με πολλαπλές λωρίδες σκοτεινής χρώσης, καθεμία από τις οποίες αντιπροσωπεύει ένα διαφορετικό θραύσμα DNA. Εξετάζοντας το σχέδιο της χρώσης, οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν το μοτίβο των RFLP που υπάρχουν σε ένα δείγμα.

Οι πολυμορφισμοί εμφανίζονται ευρέως σε όλο το ανθρώπινο γονιδίωμα και η ανάλυση αυτών έχει αποδείξει ότι διαφορετικές ομάδες ανθρώπων τείνουν να μοιράζονται κοινά RFLP. Ορισμένοι τύποι RFLP είναι κοινοί σε άτομα διαφορετικών εθνοτικών ομάδων ή γεωγραφικής καταγωγής, για παράδειγμα, και υπάρχει επίσης σύνδεση μέσα σε οικογενειακές ομάδες. Αυτή η παραλλαγή υπάρχει σε ολόκληρο το ζωικό βασίλειο, καθιστώντας το ένα χρήσιμο εργαλείο έρευνας όχι μόνο για τον εντοπισμό της ανθρώπινης καταγωγής, αλλά και για τη μελέτη της μετανάστευσης και της εξέλιξης της άγριας ζωής.

Η ανάλυση των πολυμορφισμών μήκους περιοριστικού θραύσματος μπορεί να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για κλινικούς και ιατρικούς σκοπούς. Οι ανιχνευτές πολυμορφισμού μήκους περιοριστικού θραύσματος χρησιμοποιούνται σε τεστ πατρότητας, στη διάγνωση κληρονομικών ασθενειών, στην ιατροδικαστική επιστήμη και στον προσδιορισμό γονότυπου. Η ανάλυση των προτύπων των RFLPs σε ένα ολόκληρο γονιδίωμα είναι η βάση του δακτυλικού αποτυπώματος DNA, η τεχνική που αποτελεί το υπόβαθρο όλων αυτών των διαφορετικών χρήσεων.