Genetiska forskare har samarbetat för att fastställa hela den genetiska sekvensen – nio miljarder baser – som finns i det mänskliga genomet. Genomet utgörs av DNA-innehållet i varje mänsklig cell och består av upprepande kvävebaser som betecknas "A", "G", "C" och "T". Den genetiska forskningen fortsätter att söka efter variationer mellan olika mänskliga genom samt mellan olika arter för evolutionsstudier. Medicinsk genetik fokuserar på att lokalisera genetiska avvikelser eller genetisk variation som kan orsaka sjukdom.
Genotypning är en metod för att bestämma genetisk variation utan att behöva sekvensera ett helt genom. Forskare isolerar små regioner av ett genom för att leta efter skillnader i storlek, vilka beror på olika antal kvävebaser. Ett avvikande antal baser kan orsakas av en genetisk avvikelse som leder till sjukdomar som diabetes, Alzheimers sjukdom och cancer. Verktygen som används för genotypning har utvecklats så att en individs genotype nu kan bestämmas snabbt och exakt.
Utvecklingen av gentekniken tog sin början med polymeraskedjereaktionen, PCR. Denna metod gör det möjligt för forskare att förstärka eller kopiera små regioner av ett genom inom några timmar. Regionen av intresse bestäms genom tillsats av korta DNA-molekyler – primrar som matchar början och slutet av den aktuella regionen.
PCR har blivit ett ovärderligt verktyg inom den genetiska forskningen. Att förstärka samma region hos olika individer ger en möjlighet till jämförelse. Kriminalteknisk identifiering använder idag 15 separata regioner för jämförelse. En enskild region kan matcha hos olika personer, men inga två personer bör matcha alla 15 regioner.
PCR är metoden för att förstärka specifika regioner av DNA, men den ger ingen möjlighet att jämföra fragmentens faktiska storlek. PCR-produkter separeras därför efter storlek med hjälp av ett gelliknande material som kallas "agaros". Mindre fragment vandrar snabbare genom agarosen när elektrisk ström appliceras, i en process som kallas "agarosgelelektrofores".
Efter PCR laddas fragmenten på agarosen och vandrar genom gelen när elektrisk ström tillförs. Etidiumbromid gör fragmenten synliga under ultraviolett ljus. Agarosgelelektrofores ger en snabb metod för att avgöra om PCR lyckats samt en ungefärlig uppskattning av fragmentstorleken. Nackdelen med agaros som verktyg för genotypning är dock att fragmenten måste skilja sig väsentligt i storlek för att resultaten ska bli korrekta. Agaros lämpar sig inte bra för att jämföra fragment som skiljer sig åt med endast en enda bas.
Automatiserade sekvensatorer och genetiska analysatorer har blivit huvudverktyget vid genotypning. Dessa gör det möjligt att snabbt och kostnadseffektivt bestämma fragment som skiljer sig åt med endast en kvävebas. Precis som vid agarosgelelektrofores förstärks DNA-fragmenten först med PCR. En av primrarna märks dock med ett fluorescerande färgämne som ger fragmentet en färg. Proverna separeras efter storlek genom att vandra genom en gelliknande polymer när elektrisk ström appliceras, där mindre fragment rör sig snabbare än större. När fragmenten når slutet av polymeren registrerar en digitalkamera färgen och skickar informationen till en dator för analys. Automatiserad sekvenseringsutrustning används idag inom kriminalteknisk identifiering och faderskapstestning.
Sekvenseringsinstrument av nästa generation har framträtt i snabb takt sedan 2006. Denna teknik kombinerar PCR-förstärkning och sekvensering för att kunna bestämma miljontals baser samtidigt. Processen börjar med PCR, men olika primrar binds till pärlor som blandas i en och samma reaktion, vilket gör att tusentals regioner kan förstärkas parallellt.
Sekvensatorer av nästa generation separerar sedan fragmenten efter storlek och gör det möjligt att analysera ett stort antal DNA-regioner samtidigt. Metoden är mindre lämplig som genotypningsverktyg när forskare enbart vill jämföra en enskild region av genomet. Fördelen är att genomet som isolerats från en enda cell ger tillräckligt med material för PCR-förstärkning. Att jämföra genotyperna hos normala och onormala celler isolerade från samma individ kan hjälpa till att identifiera cancerceller och hitta potentiella behandlingar.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online