Un oligonucléotide est une courte chaîne de molécules d'ADN ou d'ARN qui a de nombreuses utilisations en biologie moléculaire et de la médecine. Il est utilisé comme une sonde pour cribler des maladies, des infections virales, et pour identifier des gènes dans des expériences de biologie moléculaire. Il est également utilisé comme amorce dans un type de séquençage de l'ADN.
Pour comprendre un oligonucléotide, elle aide à comprendre la structure de l'ADN. Molécules d'ADN sont très longues bobines de deux brins, en quatre différentes unités de bases nucléotidiques, disposées en ordre divers. Chaque unité dispose d'une base complémentaire il va se lier, de sorte que chaque brin a un ensemble opposé de bases qui le lient. Ces bases peuvent former une grande variété de combinaisons différentes, et c'est la combinaison de bases qui donne le code génétique. ADN est transcrit pour produire un ARN messager (ARNm), qui est ensuite traduit pour produire des protéines.
Les oligonucléotides sont identifiés par leur longueur de chaîne. Par exemple, un oligonucléotide qui est dix bases de nucléotides de long serait appelé mer dix. Elles sont généralement synthétisées chimiquement, et le type de synthèse limite la longueur de chaîne de moins de 60 bases de long.
Dans un type de séquençage d'ADN connu comme le séquençage didésoxy, oligonucléotides sont utilisés comme amorce, de sorte que l'enzyme qui rend l'ADN aura un modèle à travailler. ADN simple brin est utilisé, et un oligonucléotide qui est complémentaire du brin d'ADN est synthétisé en utilisant une machine automatisée. L'ADN polymérase qui synthétise l'ADN continue l'ajout sur le primaire, et synthétise le brin opposé de l'ADN à partir de celui-ci. Cette réaction produit un ADN double brin.
Une utilisation plus récente d'oligonucléotides comme amorces est dans la réaction en chaîne par polymérase (PCR), qui est utilisée pour amplifier de petits fragments de l'ADN. Cette technique a des utilisations très pratiques, comme en médecine légale et les tests de paternité. Il a également révolutionné la recherche en médecine et les sciences biologiques, car il est souvent utilisé dans les expériences de génie génétique.
Une série de sondes oligonucléotidiques est fréquemment utilisée pour isoler des gènes dans une banque de gènes ou des ADN complémentaires (ADNc). des banques d'ADNc sont constitués de l'ADN double brin, dans lequel un brin est dérivé d'un brin d'ARNm et l'autre est complémentaire de celui-ci. Ces bibliothèques ont l'avantage qu'ils n'ont pas les lacunes qui sont fréquemment trouvés dans les gènes des organismes supérieurs à partir.
La structure des gènes provenant de nombreux organismes est connue, en raison de projets de séquençage, et est accessible au public. Si l'on veut cloner un gène provenant d'un autre organisme, on peut voir ce qui est connu au sujet du gène dans d'autres organismes, et des sondes de conception basés sur des domaines communs à ces séquences. Les chercheurs ont alors une série de sondes oligonucléotidiques synthétisées qui prennent en compte les variations possibles de l'espace commun. Ils cribler la banque avec ces sondes et recherchez les oligonucléotides qui nous unissent. De nombreux gènes ont été identifiés de cette manière.
Un oligonucléotide antisens contient un seul brin d'ARN ou d'ADN qui est le complément d'une séquence d'intérêt. Une fois qu'un gène particulier codant pour une protéine a été cloné, l'ARN antisens est fréquemment utilisé pour bloquer son expression en se liant à l'ARNm qui serait la synthèse. Cela permet aux chercheurs de déterminer les effets sur l'organisme, quand il ne fait pas de cette protéine. Les oligonucléotides antisens sont également en cours d'élaboration comme de nouveaux types de médicaments pour bloquer ARN toxiques.
Les micropuces ont été un autre domaine dans lequel les oligonucléotides ont été d'une grande utilité. Ce sont des lames de verre, ou de quelque autre matrice, qui ont des taches contenant des milliers de sondes d'ADN différentes - dans ce cas, fait d'oligonucléotides. Ils sont un moyen très efficace pour tester des modifications dans un certain nombre de gènes différents à la fois. L'ADN est lié à un composé qui change de couleur ou fluoresce, si l'ADN complémentaire se lie à elle, de sorte que les spots changer de couleur en cas de réaction avec l'ADN d'essai.
Certaines des choses puces à oligonucléotides sont utilisés pour inclure le dépistage de maladies génétiques. Par exemple, il ya des petites sondes qui représentent l'activité des gènes impliqués dans le cancer du sein, BRCA1 et BRCA2. Il est possible de savoir si une femme a une mutation dans l'un de ces gènes, et l'analyser plus loin pour voir si elle a une prédisposition au cancer du sein.
Il y a une puce appelée Virochip qui a des sondes pour environ 20.000 gènes provenant de virus pathogènes différents qui ont été séquencés. Sécrétions corporelles, telles que le flegme, peuvent être analysées avec la puce, ce qui peut souvent identifier ce type de virus d'une personne est infectée par. Identifier les infections virales peut être assez difficile, puisque les symptômes sont souvent similaires avec différents types de virus.