LOGO Секвенирование ДНК с использованием нанопор Работу выполнила Студентка группы СП2ЛОГ Батченко Анастасия Проверила Цвирко Н.И

Нанопоровое секвенирование Нанопоровое секвенирование семейство высокоэффективных методов определения последовательности молекул ДНК или РНК с использованием белковых или твердотельных пор диаметром в несколько нанометров.высокоэффективных определения последовательностиДНКРНК

Нанопора альфа-гемолизина в мембране, напряжение отсутствует История

Под действием приложенного напряжения возникает ток ионов

При прохождении большой молекулы через пору (показана красным) ток ионов уменьшается

Принцип работы Нанопоровые системы представляют собой реакционную камеру, внутри которой находится раствор электролита. Камера разделена на две части липидной мембраной или иной тонкой непроводящей поверхностью, в которую внедрена единичная нано пора. К частям камеры прикладывают напряжение, из-за чего возникает ток ионов через пору. Когда исследуемые молекулы проходят через пору по направлению поля, они уменьшают сечение, доступное для ионов, и сила тока падает. Анализируя изменение силы тока, можно определить свойства молекулы, проходящей через пору.напряжениеток ионов В случае нуклеиновых кислот, диаметр используемых нанопор составляет несколько нанометров, из-за чего ДНК и РНК способны проходить сквозь пору только в одноцепочечной форме, но не в двухцепочечной. При прохождении молекулы нуклеиновой кислоты через пору отдельные нуклеотиды задерживаются в определенных сайтах внутри поры, в результате чего происходит измеримое падение силы тока.двухцепочечнойнуклеотиды

Достоинства По сравнению с уже существующими методами секвенирования применение нанопор обладает следующими преимуществами [7] : [7] Дешевизна и простота использования, достигается отсутствием необходимости приготовления образца и использования реактивов; Высокая чувствительность, вплоть до секвенирования без амплификации ДНК из крови или слюны;амплификации Высокая длина прочтений, вплоть до десятков тысяч оснований.

Типы нанопор Белковые нанопоры Альфа-гемолизин Альфа-гемолизин Staphylococcus aureus нано пора, гептамерный белок, состоящий из двух доменов: ствола и головки поры. Головка поры содержит полость диаметром около 4,5 нм. В месте соединения ствола и головки находится сужение канала шириной 1,4 нм. Ствол поры состоит из 14 антипараллельных бета-тяжей, формирующих сквозной канал шириной около 2 нм. Внутри ствола находится три сайта распознавания, на которых задерживаются проходящие молекулы. Время пребывания разных нуклеотидов на этих сайтах разнится, что и позволяет отличать одни основания от других.доменов MspA Порин A Mycobacterium smegmatis нано пора, диаметром 1,2 нм. Обладает структурными особенностями, которые улучшают соотношение сигнал/шум при секвенировании ДНК по сравнению с альфа-гемолизином. Моторный белок упаковки ДНК бактериофага phi29 В отличие от других пор данный белок в своей исходной форме не встраивается в мембрану, поэтому для его внедрения были использованы методы белковой инженерии. Ключевым отличием от вышеупомянутых белков является то, что имея больший диаметр канала, он способен пропускать двухцепочечную ДНК. Твердотельные нанопоры Помимо белковых нанопор также используются твердотельные нанопоры небиологической природы. Для анализа нуклеиновых кислот используют нанопоры в подложках из нитрида кремния и в монослоях графена. Их преимущества по сравнению с белковыми нано порами: большая стабильность, разнообразие форм и размеров пор, сравнительная простота в использовании. Недостатками является то, что твердотельные нанопоры не обладают атомарной точностью в своей форме и возможностями регуляции, присущими белкам.графена

Типы нанопор

LOGO