Принцип на олигосинтезатора
В областта на молекулярната биология и генетичните изследвания способността за синтезиране на ДНК играе решаваща роля.Синтезът на ДНК включва изкуственото производство на ДНК молекули чрез подреждане на нуклеотидите в определен ред.За да постигнат това, учените разчитат на мощен инструмент, известен като олигонуклеотиден синтезатор, известен също като ДНК синтезатор.
Олигонуклеотидният синтезатор е сложен инструмент, който автоматично синтезира къси ДНК молекули, наречени олигонуклеотиди.Тези къси нишки на ДНК обикновено са с дължина от 10 до 100 нуклеотида и са основни градивни елементи в голямо разнообразие от приложения, включително полимеразна верижна реакция (PCR), генен синтез, генно инженерство и секвениране на ДНК.
Олигонуклеотидните синтезатори работят на принципа на техника, известна катотвърдофазен синтез.Този метод е въведен за първи път от нобеловия лауреат д-р Марвин Карутерс през 70-те години на миналия век и е усъвършенстван през годините, за да се подобри синтеза на ДНК последователности.Олигонуклеотидният синтез се извършва чрез поетапно добавяне на нуклеотидни остатъци към 5'-края на нарастващата верига, докато се сглоби желаната последователност.Всяко добавяне се нарича цикъл на синтез и се състои от четири химични реакции:
Стъпка 1: Деблокиране (детритилиране)---------Стъпка 2: Свързване---------Стъпка 3: Ограждане-----------Стъпка 4: Окисляване
Този процес се повтаря за всеки нуклеотид, докато се получи желаната последователност.За по-дълги олигонуклеотиди може да се наложи този цикъл да се повтори няколко пъти, за да се синтезира цялата последователност. Способността за прецизен контрол на всяка стъпка от цикъла на синтез е от решаващо значение за олигонуклеотидния синтезатор.Използваните реагенти, като нуклеотиди и активатори, трябва да бъдат с високо качество, за да се осигури точен и ефективен синтез.В допълнение, синтезаторите изискват високо прецизен температурен контрол и други условия на околната среда, за да насърчат желаните реакции на свързване и да предотвратят нежелани реакции.
След като олигонуклеотидът е напълно синтезиран, той обикновено се отцепва от твърдата подложка и се пречиства, за да се отстранят всички останали защитни групи или примеси.След това пречистените олигонуклеотиди са готови за приложения надолу по веригата.
Напредъкът в технологиите позволи разработването на високопроизводителни олигонуклеотидни синтезатори, способни едновременно да синтезират стотици или дори хиляди олигонуклеотиди.Тези инструменти използват технология за синтез, базирана на микрочипове, което позволява на изследователите бързо да генерират големи олигонуклеотидни библиотеки за различни изследователски цели.
В обобщение, принципите зад олигонуклеотидните синтезатори се въртят около техниките за синтез на твърда фаза, които включват поетапно добавяне на нуклеотиди върху твърда подложка.Прецизният контрол на цикъла на синтез и висококачествените реагенти са от съществено значение за точен и ефективен синтез.Олигосинтезаторите играят жизненоважна роля в изследванията на ДНК, позволявайки на учените да генерират персонализирани олигонуклеотиди за различни приложения, допринасяйки за напредъка в биотехнологиите и генетичните изследвания.
Време на публикуване: 01 август 2023 г