Moleküler Biyoloji Çalışmaları için Saf Suyun Önemi Nedir?

Moleküler Biyoloji, nükleik asitler ve proteinler gibi hücresel moleküllerin bileşimi, yapısı ve etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Genetik, organizmalardaki genetik varyasyon ve kalıtımın incelenmesi ile ilgilidir. Histoloji, hücre ve dokuların mikroskobik anatomisini inceler.

Moleküler Biyoloji Nasıl Çalışır?

Moleküler biyoloji, bir hücrenin çeşitli sistemleri arasındaki etkileşimleri, özellikle DNA, RNA ve protein sentezi arasındaki ilişkiyi ve bu etkileşimlerin düzenlenmesini anlamakla ilgilidir. Özellikle genetik ve biyokimya olmak üzere diğer biyolojik bilimlerle önemli ölçüde örtüşmektedir.

Moleküler biyologlar, nükleik asitleri ve proteinleri incelemek için Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR), DNA ve RNA Dizileme, DNA Microarrays (DNA Mikroçip) ve Nükleik Asit Elektroforezi dahil olmak üzere çeşitli teknikler kullanırlar. PCR, bir DNA parçasını amplifiye etmek için kullanılan ve birkaç saat içinde belirli bir DNA dizisinin binlerce ila milyonlarca kopyasını üreten bir tekniktir. DNA dizileme, bir DNA dizisindeki nükleotidlerin sırasının belirlenmesi iken, RNA dizileme, gen ekspresyon modellerini ve transkriptomikleri analiz etmek için bir numunedeki RNA miktarını ve dizilerini inceler. DNA microarrays, cam, silikon çip veya mikroskobik boncuklar gibi katı bir destek üzerinde hareketsiz hale getirilmiş bir gen dizileri topluluğudur. Bu diziler, moleküler biyologların aynı anda on binlerce genin ekspresyonunu ölçmesini ve bir genomun birden çok bölgesini genotiplemesini sağlar. Nükleik asit elektroforezi, DNA, RNA ve proteinleri boyut ve elektrik yükü temelinde ayırmanın bir yoludur.

Moleküler Biyoloji Uygulamaları Nelerdir?

Moleküler biyoloji teknikleri, araştırma, tıbbi teşhis (tanı), adli tıp ve tarım dahil olmak üzere birçok alana uygulanabilir. Araştırmacılar, gen yapısını ve işlevini incelemek için moleküler biyoloji yöntemlerini kullanır ve mutasyonların, bireysel genlerin ve genetik etkileşimlerin bir fenotipin ifadesini nasıl etkileyebileceğini tahmin etmek için epigenetik çalışmalar yürütür. Tıbbi teşhis, genetik ve bulaşıcı hastalık testleri, onkojenik mutasyonların tespiti ve hatta histoloji gibi uygulamalar için, örneğin HER2 pozitif meme kanserlerini taramak için moleküler biyoloji tekniklerini kullanır. Moleküler biyoloji ayrıca gen terapilerinin geliştirilmesine katkıda bulunmuş ve hücre fizyolojisinin anlaşılmasında önemli bir rol oynayarak, etki ve regülasyon metodunun araştırılmasına ve bunun ilaç geliştirmeyi daha verimli bir şekilde hedeflemek ve tanı testlerini geliştirmek için kullanılmasına izin verir. Adli bilim insanları, kimlik tespiti amacıyla bireyler arasında ayrım yapmak için gDNA’nın (genomik DNA) PCR amplifikasyonuna güvenirken, tarımda PCR, gıda patojeni tespiti, bitki genotiplemesi ve genetiği değiştirilmiş organizmaların test edilmesinde bütünleyici bir rol oynar.

Suyun Moleküler Biyoloji Üzerindeki Etkisi Nedir?

Su kalitesinin moleküler biyoloji teknikleri üzerinde çok büyük bir etkisi vardır. Genetik uygulamalarda, tamponları ve reaktifleri hazırlarken ve iş akışı boyunca nükleik asitlerin bozunmasını önlemek için (örneğin, DNA dizileme sistemini çalıştırırken) tespit limitinin altında nükleaz seviyelerine sahip ultra saf su (Tip I Su) kullanmak çok kritiktir. Aynı yüksek saflıkta su, DNA Microarray’lerin üretimi sırasında da kullanılmalıdır.

Sudaki Ne Tür Kirleticiler Moleküler Biyoloji Sonuçlarını Etkileyebilir?

Nükleazlar, sözü edilen tüm teknikler için ana sorun olmasına rağmen moleküler biyoloji yöntemleri aynı zamanda iyonik kirleticilerden, organik bileşiklerden ve bakterilerden de etkilenir.

Nükleazlar

PCR, dizileme, elektroforez ve microarraylerin hazırlanması ve kullanımı sırasında DNA/RNA’nın bozulmasını önlemek için nükleaz seviyeleri tespit limitlerinin altında olan ultra saf su (Tip I Su) gereklidir.

İyonlar

PCR, maksimum verimlilik için belirli bir magnezyum konsantrasyonu gerektiren ve kadmiyum ve çinko gibi ağır metallerin yanı sıra bir dizi iki değerlikli metale karşı hassas olan polimeraz kullanır. Özellikle, enzimin aktif bölgesine bağlanabilen ve katalitik aktivitesini etkileyebilen demir, kobalt, bakır ve nikel gibi geçiş metallerinden etkilenir. Elektroforezde, bilinmeyen iyon konsantrasyonları, tamponların gerekli iyonik kuvvetini ve pH’ını korumayı zorlaştırır. Bilinmeyen iyon konsantrasyonları, optimal hibridizasyon için belirli konsantrasyonların gerekli olduğu microarrayler için de önemli bir sorundur.

Organik Bileşikler

PCR’de negatif yüklü organik moleküller DNA yükünü taklit eder ve rekabetçi olmayan inhibitörler olarak davranarak katalitik süreci etkileyebilir ve polimeraz etkinliğini azaltabilir. Organik bileşikler aynı zamanda DNA dizilemesinde bozucu kirleticilerdir ve büyük organik asitlerle (örneğin, doğal maddenin bozunmasından kaynaklanan hümik ve fulvik asitler) DNA fragmanları ile elüsyon yaparak jel elektroforezini olumsuz etkileyebilir. Organik bileşikler ayrıca, tespit için sıklıkla kullanılan floresan boyalardan gelen sinyali absorbe ederek ve söndürerek ve ayrıca microarray hibridizasyon işlemine müdahale ederek dizileme hatalarına yol açabilir.

Bakteriler

Bakteriler suya nükleaz salabilir ve nükleik asitlerin bozunmasını önlemek için mümkün olduğu kadar düşük bir seviyeye indirilmelidir. Ayrıca, hedef DNA ile birlikte amplifiye edilebilen, hatalı sonuçlara yol açan ve ayrıca DNA parçalarının elektroforez ile ayrılmasına etki eden DNA içerirler. Ek olarak, bakteriler PCR ve dizileme reaksiyonlarına etki edebilecek iyonik ve organik kirleticiler salgılamaktadır.

Moleküler Biyoloji Çalışmaları için Hangi Tip Saf Su Kullanılmalıdır?

Farklı moleküler biyoloji tekniklerinin başarısı, doğru saflıkta suyun kullanılmasına bağlıdır. Genetik uygulamalar için bu, nükleaz seviyeleri tespit limitlerinin altında olan Tip I su olmalıdır.

ELGA Moleküler Biyoloji için Su Saflığı Problemlerini Nasıl Çözüyor?

Elga Labwater’ın su saflaştırma sistemlerindeki uzmanlığı ve köklü itibarı, deneyimli ekibinin kullanıcıların uygulamaları için gerekli saf suyun özelliklerini belirleyebilmelerini sağlar. Elga, moleküler biyoloji uygulamaları için her birinin kendine özgü avantajları ve sınırlamaları olan bir dizi su saflaştırma sistemi sunmaktadır. Örneğin, gelişmiş PureSure® deiyonizasyon sistemi tarafından desteklenen PURELAB Chorus 1 Life Science Su Saflaştırma Sistemi, çok düşük organik ve bakteriyel kontaminasyon ve tespit limitlerinin altında nükleazlar ile tutarlı bir şekilde 18.2 MΩ.cm (Tip I+/I) saf su sağlar.

Sonuç

Moleküler biyoloji, PCR, DNA/RNA dizileme, DNA microarrayler ve elektroforez dahil olmak üzere çeşitli teknikleri kapsar. Tespit limitlerinin altında nükleaz seviyeleri içeren Tip I su, bu işlemler için gereklidir. ELGA’nın geniş su saflaştırma sistemleri yelpazesi, dünya çapındaki laboratuvarların suda bulunan kirleticiler için endişelenmeden moleküler biyoloji çalışmalarına odaklanmasına yardımcı olur.

 

Kaynak: https://www.elgalabwater.com/molecular-biology