הבדל מפתח - הליכה בכרומוזומים לעומת קפיצה
הליכת כרומוזומים וקפיצת כרומוזומים הם שני כלים טכניים המשמשים בביולוגיה מולקולרית לאיתור גנים על הכרומוזומים ומיפוי פיזי של הגנום. הליכה על כרומוזומים היא טכניקה המשמשת לשבט גן מטרה בספרייה גנומית על ידי בידוד חוזר ושיבוט של שיבוטים סמוכים של הספרייה הגנומית. קפיצה כרומוזומלית היא גרסה מיוחדת של הליכה כרומוזומלית שמתגברת על נקודות השבירה של הליכה כרומוזומלית. הליכה כרומוזומלית יכולה רק לרצף ולמפות אורכים קטנים של כרומוזומים בעוד שקפיצה כרומוזומלית מאפשרת רצף של חלקים גדולים של כרומוזומים.זה ההבדל העיקרי בין הליכה כרומוזומלית לקפיצה כרומוזומלית.
מה זה הליכה בכרומוזומים?
הליכת כרומוזומים היא כלי אשר חוקר את אזורי הרצף הלא ידועים של הכרומוזומים על ידי שימוש בשברי הגבלה חופפים. בהליכה על כרומוזומים, חלק מגן ידוע משמש כבדיקה וממשיכים באפיון הכרומוזום במלואו המיועד למיפוי או לרצף. זה עובר מהסמן לאורך היעד. בהליכה על כרומוזומים, הקצוות של כל קטע חופף משמשים להכלאה כדי לזהות את הרצף הבא.
הפרובים מוכנים מחלקי הקצה של ה-DNA המשובט והם עוברים שיבוט משנה. לאחר מכן הם משמשים כדי למצוא את השבר החופף הבא. כל הרצפים החופפים הללו משמשים לבניית המפה הגנטית של הכרומוזום ולאיתור גני המטרה. זוהי שיטה לניתוח רצועות ארוכות של DNA על ידי קטעים חופפים קטנים מהספרייה הגנומית שנבנתה מחדש.
טכניקת הליכה בכרומוזום – צעדים
- בידוד של קטע DNA המכיל את הגן הידוע או הסמן ליד גן המטרה
- הכנת מפת ההגבלה של הפרגמנט שנבחר ושיבוט משנה של אזור הקצה של הפרגמנט לשימוש כבדיקה
- הכלאה של הגשושית עם הפרגמנט החופף הבא
- הכנת מפת ההגבלה של הפרגמנט 1 ותת שיבוט של אזור הקצה של הפרגמנט 1 לשימוש כבדיקה לזיהוי הפרגמנט החופף הבא.
- הכלאה של הגשושית עם הפרגמנט החופף הבא 2
-
הכנת מפת ההגבלה של פרגמנט 2 ותת שיבוט של אזור הקצה של הפרגמנט 2 כדי לשמש בדיקה לזיהוי הפרגמנט החופף הבא
יש להמשיך את השלבים שלעיל עד לגן היעד או עד סוף 3' מהאורך הכולל של הרצף.
איור 01: טכניקת הליכה בכרומוזומים
הליכת כרומוזומים היא היבט חשוב של ציטוגנטיקה במציאת SNPs של אורגניזמים רבים וניתוח המחלות המועברות גנטית ומציאת מוטציות של גנים רלוונטיים.
מה זה כרומוזום קפיצה?
קפיצה כרומוזומלית היא טכניקה המשמשת בביולוגיה מולקולרית למיפוי פיזי של גנומים של האורגניזמים. טכניקה זו הוצגה כדי להתגבר על מחסום של ההליכה הכרומוזומלית שהתעורר עם מציאת אזורי ה-DNA החוזרים על עצמם במהלך תהליך השיבוט. לכן, טכניקת קפיצה בכרומוזומים יכולה להיחשב כגרסה מיוחדת של הליכה כרומוזומלית. זוהי שיטה מהירה בהשוואה להליכה כרומוזומלית ומאפשרת לעקוף את רצפי ה-DNA החוזרים על עצמם שאינם נוטים להיות משובטים במהלך הליכה כרומוזומלית.קפיצה כרומוזומלית מצמצמת את הפער בין גן המטרה לבין הסמנים הידועים הזמינים למיפוי הגנום.
כלי קפיצה לכרומוזום מתחיל בחיתוך של DNA ספציפי עם אנדונוקלאזות הגבלה מיוחדות וקשירה של השברים ללולאות מעוגלות. לאחר מכן נעשה שימוש בפריימר שתוכנן מרצף ידוע לרצף הלולאות המעוגלות. פריימר זה מאפשר קפיצה ורצף באופן חלופי. לפיכך, הוא יכול לעקוף את רצפי ה-DNA החוזרים וללכת במהירות דרך הכרומוזום לחיפוש גן המטרה.
גילוי הגן המקודד למחלת סיסטיק פיברוזיס נעשה באמצעות כלי הקפיצה הכרומוזומלית. בשילוב יחד, קפיצה והליכה כרומוזומלית יכולים לשפר את תהליך מיפוי הגנום.
איור 02: קפיצת כרומוזום
מה ההבדל בין הליכה בכרומוזום לקפיצה?
Chromosome Walking vs Jumping |
|
| כרומוזום הוא כלי המשמש בביולוגיה מולקולרית למיפוי גנום ואיתור גנים ספציפיים. | קפיצת כרומוזומים היא כלי המשמש למיפוי פיזי של גנומים ולמציאה מהירה של גני מטרה בכרומוזומים. |
| אורכים השוואתיים של רצף | |
| ניתן לשבט רק שברים קטנים בהליכה כרומוזומלית. | ניתן למפות אורכים גדולים יותר של הכרומוזומים על ידי הקפיצה הכרומוזומלית. |
| שיבוט DNA חוזר בכרומוזומים | |
| טכניקת ההליכה בכרומוזומים מתקשה ללכת דרך רצפי ה-DNA החוזרים ונשנים שנמצאים בכרומוזומים. | זה מאפשר לעקוף את רצפי ה-DNA החוזרים על עצמם. לכן אין קושי כאשר מוצאים אותם במהלך הרצף. |
| גורמים המשפיעים על התהליכים | |
| הצלחת התהליך תלויה בגודל הגנום ובמרחק שיש "ללכת" ממיקום גנומי ידוע לעבר הגן הרצוי. | ההצלחה אינה תלויה בגודל הגנום של המרחק מסמן ליעד. |
| השפעות של DNA לא משובט | |
| ניתן לעצור הליכה כרומוזומלית על ידי שברי DNA לא משובטים. | הצליל הנמוך ביותר שפיקולו יכול לנגן הוא D4. |
| Need for a Known Sequence | |
| התהליך מתחיל עם גן ידוע ליד המטרה. | התהליך דורש קטע ידוע לעיצוב פריימר. |
סיכום – הליכה על כרומוזומים לעומת קפיצה
הליכה כרומוזומלית מיושמת לעתים קרובות כאשר ידוע שגן מסוים ממוקם ליד גן ששובט בעבר בכרומוזום וניתן לזהות אותו בבידוד חוזר ונשנה של שיבוטים גנומיים סמוכים מהספרייה הגנומית. עם זאת, כאשר מוצאים אזורי DNA שחוזרים על עצמם במהלך טכניקת ההליכה הכרומוזומלית, לא ניתן להמשיך בתהליך. מכאן שהטכניקה נשברת מאותה נקודה. קפיצה כרומוזומלית היא כלי ביולוגי מולקולרי שמתגבר על מגבלה זו למיפוי גנומים. הוא עוקף את אזורי ה-DNA החוזרים על עצמם שקשה לשבט אותם ומסייע במיפוי פיזי של גנומים. זה ההבדל העיקרי בין הליכה בכרומוזומים לקפיצה.
