หลักการของโอลิโกซินธิไซเซอร์
ในสาขาอณูชีววิทยาและการวิจัยทางพันธุศาสตร์ ความสามารถในการสังเคราะห์ DNA มีบทบาทสำคัญการสังเคราะห์ DNA เกี่ยวข้องกับการผลิตโมเลกุล DNA โดยการจัดเรียงนิวคลีโอไทด์ตามลำดับเฉพาะเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักวิทยาศาสตร์ต้องพึ่งพาเครื่องมืออันทรงพลังที่เรียกว่าเครื่องสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์ หรือที่รู้จักกันในชื่อเครื่องสังเคราะห์ดีเอ็นเอ
เครื่องสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์เป็นเครื่องมือที่ซับซ้อนซึ่งจะสังเคราะห์โมเลกุล DNA สั้น ๆ ที่เรียกว่าโอลิโกนิวคลีโอไทด์โดยอัตโนมัติโดยทั่วไปแล้ว DNA สายสั้นเหล่านี้มีความยาว 10 ถึง 100 นิวคลีโอไทด์ และเป็นองค์ประกอบสำคัญในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) การสังเคราะห์ยีน พันธุวิศวกรรม และการจัดลำดับ DNA
เครื่องสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์ทำงานบนหลักการของเทคนิคที่เรียกว่าการสังเคราะห์เฟสของแข็ง.วิธีการนี้ริเริ่มครั้งแรกโดยดร. มาร์วิน คารูเธอร์ส ผู้ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1970 และได้รับการปรับปรุงในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเพื่อปรับปรุงการสังเคราะห์ลำดับดีเอ็นเอการสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์ดำเนินการโดยการเติมนิวคลีโอไทด์ที่ตกค้างทีละขั้นตอนไปยังปลาย 5' ของสายโซ่ที่กำลังเติบโตจนกระทั่งลำดับที่ต้องการถูกประกอบเข้าด้วยกันการเติมแต่ละครั้งเรียกว่าวัฏจักรการสังเคราะห์และประกอบด้วยปฏิกิริยาเคมีสี่ปฏิกิริยา:
ขั้นตอนที่ 1: ยกเลิกการปิดกั้น (detritylation) ---------ขั้นตอนที่ 2: การมีเพศสัมพันธ์ ---------ขั้นตอนที่ 3: การกำหนด -----------ขั้นตอนที่ 4: ออกซิเดชัน
กระบวนการนี้ทำซ้ำสำหรับแต่ละนิวคลีโอไทด์จนกว่าจะได้ลำดับที่ต้องการสำหรับโอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่ยาวขึ้น วัฏจักรนี้อาจจำเป็นต้องทำซ้ำหลายครั้งเพื่อสังเคราะห์ลำดับทั้งหมด ความสามารถในการควบคุมแต่ละขั้นตอนของวงจรการสังเคราะห์อย่างแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเครื่องสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์รีเอเจนต์ที่ใช้ เช่น นิวคลีโอไทด์และแอคติเวเตอร์ ต้องมีคุณภาพสูงเพื่อให้มั่นใจในการสังเคราะห์ที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพนอกจากนี้ ซินธิไซเซอร์ต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงและสภาวะแวดล้อมอื่นๆ เพื่อส่งเสริมปฏิกิริยาคัปปลิ้งที่ต้องการและป้องกันปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์
เมื่อโอลิโกนิวคลีโอไทด์ถูกสังเคราะห์อย่างสมบูรณ์แล้ว โดยทั่วไปมันจะถูกแยกออกจากส่วนรองรับที่เป็นของแข็งและทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดกลุ่มปกป้องหรือสิ่งเจือปนที่เหลืออยู่จากนั้นโอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่บริสุทธิ์จะพร้อมสำหรับการใช้งานขั้นปลายน้ำ
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้เกิดการพัฒนาเครื่องสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่มีปริมาณงานสูง ซึ่งสามารถสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์ได้หลายร้อยหรือหลายพันตัวไปพร้อมๆ กันเครื่องมือเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีการสังเคราะห์แบบไมโครอาร์เรย์ ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถสร้างคลังโอลิโกนิวคลีโอไทด์ขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็วเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัยที่หลากหลาย
โดยสรุป หลักการเบื้องหลังเครื่องสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์หมุนรอบเทคนิคการสังเคราะห์เฟสโซลิด ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเติมนิวคลีโอไทด์ทีละขั้นตอนบนส่วนรองรับที่เป็นของแข็งการควบคุมวงจรการสังเคราะห์และรีเอเจนต์คุณภาพสูงอย่างแม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสังเคราะห์ที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพเครื่องสังเคราะห์โอลิโกมีบทบาทสำคัญในการวิจัยดีเอ็นเอ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างโอลิโกนิวคลีโอไทด์แบบกำหนดเองสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความก้าวหน้าในด้านเทคโนโลยีชีวภาพและการวิจัยทางพันธุกรรม
เวลาโพสต์: 01-01-2023