Phân mảnh DNA bằng siêu âm cho giải trình tự thế hệ mới
Giải trình tự thế hệ mới (NGS) đòi hỏi việc cắt và phân mảnh DNA hệ gen một cách đáng tin cậy để giải trình tự các chuỗi DNA hệ gen và tạo thư viện hệ gen. Phân mảnh DNA có kiểm soát thành các đoạn DNA là bước chuẩn bị mẫu thiết yếu, cần thực hiện trước khi giải trình tự DNA. Siêu âm đã được chứng minh là kỹ thuật hiệu quả và đáng tin cậy để phân mảnh DNA thành các đoạn có chiều dài nhất định. Các quy trình phân mảnh DNA bằng siêu âm mang lại kết quả phân mảnh có khả năng tái lập. Các thiết bị siêu âm Hielscher có khả năng tạo ra nhiều dạng phân bố kích thước đoạn DNA hệ gen, có thể kiểm soát chính xác thông qua các thông số vận hành. Vì các hệ thống cắt DNA bằng siêu âm của Hielscher có các phiên bản dành cho một lọ, nhiều lọ cũng như đĩa vi giếng, việc chuẩn bị mẫu trở nên rất hiệu quả.
Máy siêu âm đĩa UIP400MTP dùng để chuẩn bị mẫu với năng suất cao, xử lý siêu âm đồng đều các mẫu trong đĩa đa giếng, đĩa vi chuẩn độ và đĩa 96 giếng
- kết quả có khả năng lặp lại / tái lập
- có thể điều chỉnh chính xác để thu được các đoạn có chiều dài nhất định
- xử lý nhanh
- kết quả phân mảnh DNA nhất quán
- thiết bị dành cho mọi thể tích mẫu (ví dụ: nhiều lọ hoặc đĩa vi giếng)
- năng suất xử lý mẫu cao
- kiểm soát nhiệt độ chính xác
- vận hành đơn giản, thân thiện với người dùng
Giải trình tự thế hệ mới: Phân mảnh DNA bằng siêu âm để chuẩn bị thư viện
Để thực hiện giải trình tự thế hệ mới, phải tiến hành ba bước cơ bản: (1) chuẩn bị thư viện, (2) giải trình tự và (3) phân tích dữ liệu. Trong quá trình chuẩn bị thư viện, DNA được phân mảnh, sau đó các đầu đoạn DNA được sửa chữa (làm nhẵn) bằng cách bổ sung một base adenine đơn lẻ và các đoạn đích được chuyển thành DNA sợi đôi. Cuối cùng, các đoạn được gọi là đoạn tiếp hợp được gắn vào bằng phản ứng nối, PCR hoặc tagmentation để có thể định lượng sản phẩm DNA thư viện cuối cùng phục vụ giải trình tự.
Phân mảnh DNA bằng siêu âm: Đặc biệt khi sử dụng các công nghệ giải trình tự đoạn đọc ngắn như Illumina, vốn không dễ dàng đọc được các đoạn DNA dài hơn, các sợi DNA phải được phân mảnh đến một kích thước nhất định; điều này có thể đạt được một cách đáng tin cậy bằng siêu âm.
Siêu âm có thể được sử dụng một cách đáng tin cậy để phân mảnh DNA, RNA và chất nhiễm sắc.
Giải trình tự thế hệ mới – Chuẩn bị thư viện
Phân mảnh DNA bằng siêu âm thường được sử dụng khi chuẩn bị thư viện giải trình tự DNA cho các nền tảng giải trình tự thế hệ mới (NGS). Kỹ thuật này được sử dụng để phá vỡ các phân tử DNA thành những đoạn nhỏ hơn có kích thước trong khoảng mong muốn, tạo thuận lợi cho các bước tiếp theo trong quá trình chuẩn bị thư viện. Phân mảnh DNA bằng siêu âm thường là thao tác cần thiết trong bước chuẩn bị thư viện của quy trình NGS để phân mảnh DNA hệ gen thành những đoạn nhỏ hơn, phù hợp cho các bước xử lý tiếp theo và giải trình tự. Kỹ thuật này đóng vai trò then chốt trong việc bảo đảm thành công của thí nghiệm giải trình tự bằng cách tạo ra các đoạn DNA có kích thước trong khoảng phù hợp với nền tảng giải trình tự cụ thể đang được sử dụng.
Phân tích điện di DNA hệ gen của E. coli EDL933 được xử lý siêu âm trong 0 – 15 min. L biểu thị thang chuẩn DNA. (Basselet et al. 2008)
Giải trình tự thế hệ mới – Các bước của quy trình:
- Phân mảnh DNA bằng siêu âm: Trước khi xây dựng thư viện, DNA hệ gen được phân mảnh thành các đoạn nhỏ hơn, dễ xử lý hơn. Phân mảnh bằng siêu âm sử dụng sóng âm tần số cao để cắt các phân tử DNA thành các đoạn có kích thước trong khoảng mong muốn. Bước này rất quan trọng vì giúp bảo đảm rằng các đoạn đọc trình tự được tạo ra sau đó sẽ có chiều dài phù hợp với nền tảng giải trình tự đang được sử dụng. Khoảng kích thước của các đoạn DNA có thể được điều chỉnh dựa trên các yêu cầu cụ thể của thí nghiệm giải trình tự.
- Khuếch đại dòng bằng PCR: Sau khi được phân mảnh bằng siêu âm, các đoạn DNA trải qua quá trình sửa chữa đầu mút, gắn nối adapter và khuếch đại PCR để tạo ra các thư viện giải trình tự DNA cuối cùng. Các bước này chuẩn bị các phân tử DNA đã phân mảnh cho quá trình giải trình tự bằng cách bổ sung các trình tự adapter cần thiết để gắn vào nền tảng giải trình tự và cung cấp các vị trí gắn mồi cho quá trình khuếch đại PCR.
- Giải trình tự DNA bằng phương pháp tổng hợp: Sau khi các thư viện giải trình tự được chuẩn bị, quá trình giải trình tự DNA bằng phương pháp tổng hợp (SBS) bắt đầu. Trong SBS, trình tự DNA được xác định bằng cách bổ sung lần lượt các nucleotide vào mạch bổ sung. Bước này bao gồm các chu kỳ phản ứng gắn nucleotide, ghi hình và cắt bỏ, cho phép xác định trình tự DNA dựa trên các tín hiệu huỳnh quang do các nucleotide đã gắn vào phát ra.
- Giải trình tự song song quy mô lớn: Ở bước cuối cùng, các khuôn DNA đã được khuếch đại và phân tách về mặt không gian được giải trình tự đồng thời theo phương thức song song quy mô lớn. Phương pháp giải trình tự có thông lượng cao này cho phép tạo ra hàng triệu đến hàng tỷ lượt đọc trình tự trong một lần chạy giải trình tự, giúp xác định trình tự DNA hiệu quả và nhanh chóng.
Phân mảnh DNA bằng siêu âm hoạt động như thế nào?
Xử lý bằng siêu âm, còn được gọi là xử lý mẫu bằng âm học, là một phương pháp được sử dụng rộng rãi để phân mảnh DNA. Để cắt DNA bằng siêu âm, các mẫu được cho tiếp xúc với sóng siêu âm trong điều kiện được kiểm soát. Nguyên lý hoạt động của quá trình phân mảnh DNA bằng siêu âm dựa trên các dao động và hiện tượng xâm thực do sóng siêu âm tạo ra. Các lực cắt phát sinh từ hiện tượng xâm thực siêu âm (âm học) làm đứt các phân tử DNA có khối lượng phân tử cao. Các thiết lập xử lý bằng siêu âm như cường độ (biên độ, thời gian), chế độ xung và nhiệt độ cho phép phân mảnh DNA một cách chính xác để thu được các đoạn DNA có độ dài mong muốn cụ thể. Mặc dù DNA thường được cắt ngắn xuống còn 100 đến 600 bp bằng siêu âm, có thể thu được các đoạn DNA dài hơn, lên đến 1300 bp, khi áp dụng các điều kiện siêu âm nhẹ hơn.
Cắt DNA bằng siêu âm trong ChIP – kết tủa miễn dịch chromatin
Phỏng theo Jkwchui theo giấy phép CC-BY-SA.03
Kiểm soát nhiệt độ để ngăn ngừa sự phân hủy DNA
Cấu trúc phân tử mạch kép của DNA rất nhạy cảm với nhiệt độ cao, do đó việc kiểm soát chính xác nhiệt độ trong các bước chuẩn bị mẫu là yếu tố then chốt để có được kết quả phân tích đáng tin cậy.
Dù bạn sử dụng thiết bị siêu âm dạng đầu dò của Hielscher, VialTweeter hay UIP400MTP, việc theo dõi và kiểm soát nhiệt độ liên tục đều được bảo đảm nhờ cảm biến nhiệt độ có thể cắm kết nối và phần mềm thiết bị thông minh. Để duy trì nhiệt độ trong một khoảng nhất định, bạn có thể thiết lập giới hạn nhiệt độ trên và dưới. Theo đó, thiết bị siêu âm sẽ tạm dừng ngay khi giới hạn nhiệt độ này bị vượt quá và sẽ tự động tiếp tục xử lý bằng siêu âm khi nhiệt độ đã giảm một mức ∆T được thiết lập.
Phần mềm tinh vi của các thiết bị siêu âm Hielscher bảo đảm duy trì một cách đáng tin cậy các điều kiện xử lý mẫu lý tưởng.
Phân mảnh DNA cho số lượng lớn mẫu bằng thiết bị siêu âm đĩa nhiều giếng UIP400MTP
Số lượng mẫu trong khoa học sự sống đã tăng đáng kể trong thập kỷ qua. Điều này có nghĩa là số lượng mẫu rất lớn (ví dụ: 384, 1536 hoặc 3456 giếng trên mỗi đĩa vi thể) phải được xử lý trong quá trình chuẩn bị và phân tích mẫu trong các điều kiện luôn đồng nhất để thu được kết quả có thể so sánh và có giá trị. Với UIP400MTP, Hielscher Ultrasonics đang theo xu hướng xử lý mẫu hàng loạt. UIP400MTP là thiết bị siêu âm dùng để chuẩn bị mẫu bằng đĩa vi thể. UIP400MTP có thể xử lý các đĩa có 6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 hoặc 3456 giếng. Tùy thuộc vào loại đĩa vi thể, mỗi giếng thường có thể chứa mẫu với thể tích từ hàng chục nanolít đến vài mililít. Được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học sự sống, UIP400MTP rất thường được dùng để chuẩn bị mẫu trước các xét nghiệm như ELISA (xét nghiệm miễn dịch hấp phụ liên kết enzym) hoặc PCR, trước khi phân tích protein, cũng như để chuẩn bị chất nhiễm sắc trước CHiP và CHiP-seq, xác định các biến đổi histon và các quy trình xử lý phân tích khác (ví dụ: điện di gel, khối phổ).
Đọc thêm về xử lý đĩa PCR với năng suất cao!
VialTweeter để chuẩn bị mẫu cho tối đa 10 lọ
VialTweeter là thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm VialTweeter được sử dụng rộng rãi, cho phép xử lý siêu âm đồng thời tối đa 10 lọ một cách hiệu quả và thuận tiện. Vì các lọ và ống nghiệm (ví dụ: lọ Eppendorf, lọ bảo quản lạnh sâu, ống ly tâm) được xử lý siêu âm gián tiếp nên tránh được mọi sự nhiễm chéo. Do mỗi mẫu đều nhận được cùng một cường độ siêu âm, tất cả các kết quả xử lý siêu âm đều đồng nhất và có thể tái lập. VialTweeter cung cấp đầy đủ các tính năng thông minh như các thiết bị kỹ thuật số khác của chúng tôi (ví dụ: menu thông minh, các cài đặt có thể lập trình, kiểm soát nhiệt độ, điều khiển từ xa, v.v.), qua đó đảm bảo sự thuận tiện cao nhất cho người dùng.
Đầu dò nhiều nhánh cho đĩa vi giếng
Có sẵn cho các thiết bị đồng nhất hóa siêu âm dạng đầu dò UP200Ht và UP200St, đầu dò nhiều nhánh với 4 hoặc 8 nhánh là lựa chọn thuận tiện để xử lý siêu âm nhiều mẫu cùng lúc trong cùng điều kiện. Ví dụ, đầu sonotrode MTP-24-8-96 là đầu dò tám nhánh, lý tưởng để tích hợp vào các hệ thống tự động hoặc chuẩn bị mẫu thủ công một cách hiệu quả trong các giếng của đĩa đa giếng. Đầu sonotrode nhiều nhánh lý tưởng cho các phòng thí nghiệm tự động hóa, nơi chủ yếu xử lý mẫu trong cốc có mỏ và ống nghiệm bằng đầu sonotrode siêu âm tiêu chuẩn. Có thể nhanh chóng hoán đổi đầu dò nhiều nhánh và đầu dò tiêu chuẩn chỉ trong vài phút, biến thiết bị siêu âm một đầu dò thành thiết bị phá vỡ bằng siêu âm nhiều đầu dò.
Thiết bị siêu âm Hielscher để phân mảnh DNA
Hielscher Ultrasonics cung cấp nhiều nền tảng dựa trên siêu âm để phân mảnh DNA, RNA và chất nhiễm sắc. Các nền tảng khác nhau này bao gồm đầu dò siêu âm (sonotrode), các giải pháp xử lý siêu âm gián tiếp để chuẩn bị mẫu đồng thời trong nhiều ống hoặc đĩa đa giếng (ví dụ: đĩa 96 giếng, đĩa vi chuẩn độ), thiết bị phản ứng siêu âm và đầu siêu âm dạng cốc. Tất cả các nền tảng cắt DNA đều được vận hành bằng bộ xử lý siêu âm hiệu suất cao được điều chỉnh tần số, có thể điều khiển chính xác và mang lại kết quả có thể tái lập.
Bộ xử lý siêu âm cho mọi số lượng và kích thước mẫu
Với các thiết bị siêu âm đa mẫu của Hielscher là VialTweeter (cho tối đa 10 ống nghiệm) và UIP400MTP (cho đĩa vi thể/đĩa đa giếng), có thể giảm thời gian xử lý mẫu nhờ quá trình xử lý siêu âm cường độ cao có thể điều khiển chính xác, đồng thời thu được phân bố kích thước và hiệu suất thu hồi các đoạn DNA như mong muốn. Phân mảnh DNA bằng siêu âm giúp việc chuẩn bị mẫu trở nên hiệu quả, đáng tin cậy và có thể mở rộng quy mô. Các quy trình có thể được mở rộng tuyến tính từ một mẫu đến nhiều mẫu bằng cách áp dụng siêu âm được kiểm soát liên tục.
Thiết bị siêu âm dạng đầu dò có từ một đến năm nhánh lý tưởng cho việc chuẩn bị số lượng mẫu ít hơn. Các thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm của Hielscher có nhiều kích cỡ khác nhau, nhờ đó chúng tôi có thể đề xuất thiết bị lý tưởng cho ứng dụng và yêu cầu của bạn.
Kiểm soát quy trình chính xác
Các thông số xử lý siêu âm có thể kiểm soát chính xác đóng vai trò thiết yếu vì xử lý siêu âm quá mức có thể phá hủy DNA, RNA và chất nhiễm sắc, trong khi tác động cắt bằng siêu âm không đủ sẽ tạo ra các đoạn DNA và chất nhiễm sắc quá dài. Các máy siêu âm kỹ thuật số của Hielscher có thể dễ dàng được cài đặt với các thông số xử lý siêu âm chính xác. Các cài đặt xử lý siêu âm cụ thể cũng có thể được lưu dưới dạng cài đặt đã lập trình để nhanh chóng lặp lại cùng một quy trình.
Tất cả các lần xử lý siêu âm đều được tự động ghi nhật ký và lưu dưới dạng tệp CSV trên thẻ SD tích hợp. Điều này cho phép ghi chép chính xác các thử nghiệm đã thực hiện và dễ dàng xem xét lại các lần xử lý siêu âm.
Thông qua chức năng điều khiển từ xa bằng trình duyệt, tất cả các máy siêu âm kỹ thuật số đều có thể được vận hành và giám sát bằng bất kỳ trình duyệt tiêu chuẩn nào. Không cần cài đặt phần mềm bổ sung vì kết nối LAN cho phép thiết lập cắm là chạy rất đơn giản.
Mức độ thân thiện với người dùng cao nhất trong chuẩn bị mẫu bằng siêu âm
Tất cả các máy siêu âm Hielscher đều được thiết kế để cung cấp siêu âm hiệu năng cao, đồng thời luôn rất thân thiện với người dùng và dễ vận hành. Tất cả các cài đặt đều được bố trí có cấu trúc rõ ràng trong một menu dễ hiểu, có thể dễ dàng truy cập qua màn hình cảm ứng màu hoặc chức năng điều khiển từ xa bằng trình duyệt. Phần mềm thông minh với các cài đặt có thể lập trình và chức năng ghi dữ liệu tự động đảm bảo các cài đặt xử lý siêu âm tối ưu để thu được kết quả đáng tin cậy và có thể tái lập. Giao diện menu rõ ràng và dễ sử dụng giúp máy siêu âm Hielscher trở thành những thiết bị thân thiện với người dùng và hoạt động hiệu quả.
Bảng dưới đây cung cấp thông tin về năng lực xử lý gần đúng của các máy siêu âm phòng thí nghiệm của chúng tôi, vốn lý tưởng cho các công việc chuẩn bị mẫu như phân mảnh DNA và RNA, ly giải tế bào cũng như chiết xuất protein:
| Thiết bị | Công suất [W] | Loại | Thể tích [mL] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | dùng cho đĩa vi giếng | 6 – 3456 giếng | VialTweeter | 200 | dùng cho tối đa 10 lọ, kèm khả năng gắn kẹp bổ sung | 0,5 – 1,5 |
| UP50H | 50 | dạng đầu dò | 0,01 – 250 |
| UP100H | 100 | dạng đầu dò | 0,01 – 500 |
| UP200Ht | 200 | dạng đầu dò | 0,1 – 1000 |
| UP200St | 200 | dạng đầu dò | 0,1 – 1000 |
| UP400St | 400 | dạng đầu dò | 5,0 – 2000 |
| CupHorn | 200 | CupHorn, thiết bị phản ứng siêu âm | 10 – 200 |
| GDmini2 | 200 | buồng dòng chảy không gây nhiễm bẩn |
Liên hệ với chúng tôi! / Đặt câu hỏi cho chúng tôi!
Thiết bị chuẩn bị nhiều mẫu bằng siêu âm VialTweeter cho phép xử lý siêu âm đồng thời tối đa 10 lọ. Với thiết bị kẹp VialPress, có thể ép thêm tối đa 4 ống vào mặt trước để xử lý siêu âm cường độ cao.
Đầu phát siêu âm MTP-24-8-96 có tám đầu dò siêu âm để xử lý siêu âm các giếng của đĩa vi chuẩn độ.
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- Qiyun Liang, Christoph Ratzke (2025): Lysing diverse bacteria with the Hielscher UIP400MTP for DNA sequencing. Protocol Uni Tübingen 2025.
- Poptsova, M., Il’icheva, I., Nechipurenko, D. et al. (2014): Non-random DNA fragmentation in next-generation sequencing. Scientific Reports 4, 4532; 2014.
- Basselet P., Wegrzyn G., Enfors S.-O., Gabig-Ciminska M. (2008): Sample processing for DNA chip array-based analysis of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC). Microbial Cell Factories 7:29. 2008.
- Wang Y., Joshu C.E., Curtis S.D., Douville C., Burk V.A., Ru M., Popoli M., Ptak J., Dobbyn L., Silliman N., Coresh J., Boerwinkle E., Prizment A., Bettegowda C., Kinzler K.W., Papadopoulos N., Platz E.A., Vogelstein B. (2025): Detection of cancers three years prior to diagnosis using plasma cell-free DNA. Cancer Discovery 2025 May.
- Doublier S., Riganti Ch., Voena C., Costamagna C., Aldieri E., Pescarmona G., Ghigo D., Bosia A. (008): RhoA Silencing Reverts the Resistance to Doxorubicin in Human Colon Cancer Cells. Molecular Cancer Research 6(10), 2008.
- Fredlund E., Gidlund A., Olsen M., Börjesson T., Spliid N.H.H., Simonsson M. (2008): Method evaluation of Fusarium DNA extraction from mycelia and wheat for down-stream real-time PCR quantification and correlation to mycotoxin levels. Journal of Microbiological Methods 2008.
- Fritsche C., Sitz M., Weiland N., Breitling R., Pohl H.-D. (2007): Characterization of the growth behavior of Leishmania tarentolae – a new expression system for recombinant proteins. Journal of Basic Microbiology 47, 2007. 384–393.
- Ristola M., Arpiainen S., Saleem M. A., Mathieson P. W., Welsh G. I., Lehtonen S., Holthöfer H. (2009): Regulation of Neph3 gene in podocytes – key roles of transcription factors NF-κB and Sp1. BMC Molecular Biology 10:83, 2009.
- Rodriguez J., Vives L., Jorda M., Morales C., Munoz M., Vendrell E., Peinado M. A. (2008): Genome-wide tracking of unmethylated DNA Alu repeats in normal and cancer cells. Nucleic Acids Research Vol. 36, No. 3, 2008. 770-784.
- Weiske J. Huber O. (2006): The Histidine Triad Protein Hint1 Triggers Apoptosis Independent of Its Enzymatic Activity. The Journal of Biological chemistry. Vol. 281, No. 37, 2006. 27356–27366.
Những thông tin đáng biết
Giải trình tự thế hệ mới là gì?
Giải trình tự thế hệ mới, còn gọi là Next Gen Sequencing (NGS), giải trình tự thông lượng cao hoặc giải trình tự thế hệ thứ hai, là phương pháp giải trình tự song song quy mô lớn, trong đó lượng DNA rất lớn thuộc hàng triệu đoạn được giải trình tự đồng thời và song song trong mỗi lần chạy.
Để thực hiện giải trình tự thế hệ mới, ba bước cơ bản gồm
- chuẩn bị thư viện,
- giải trình tự, và
- phân tích dữ liệu
là bắt buộc.
Trong quá trình chuẩn bị thư viện, các sợi DNA phải được phân mảnh thành các đoạn DNA có độ dài nhất định. Xử lý siêu âm là một trong những kỹ thuật được ưu tiên để phân mảnh DNA.
Trong quá trình giải trình tự DNA, thứ tự của các nucleotide trong DNA – được gọi là trình tự axit nucleic – được xác định. Trình tự axit nucleic được cấu thành từ bốn loại bazơ nucleotide – adenine, cytosine, guanine, thymine – có chức năng mã hóa thông tin.
Giải trình tự thế hệ mới đang thúc đẩy nghiên cứu trong khoa học sự sống và y học cá thể hóa vì giải trình tự DNA và RNA được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu hệ gen, nghiên cứu ung thư, nghiên cứu các bệnh hiếm và phức tạp, nghiên cứu vi sinh vật, nghiên cứu hệ gen nông nghiệp và nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác.
Giải trình tự thế hệ mới so với giải trình tự Sanger
Trong khi giải trình tự thế hệ mới (NGS) có thể giải trình tự số lượng rất lớn mẫu hệ gen, giải trình tự Sanger (còn gọi là phương pháp kết thúc chuỗi hoặc giải trình tự thế hệ thứ nhất) chỉ có khả năng giải trình tự số lượng mẫu nhỏ. Giải trình tự Sanger chỉ giải trình tự một đoạn DNA tại một thời điểm và có thể hoàn thành trong một ngày. Nhờ độ chính xác, giải trình tự Sanger cũng được coi là công nghệ tiêu chuẩn vàng, được sử dụng để xác minh kết quả thu được bằng giải trình tự thế hệ mới.
Giải trình tự Sanger đạt độ dài đoạn đọc khoảng 800bp (thường là 500–600bp với DNA chưa được làm giàu). Độ dài đoạn đọc lớn hơn trong giải trình tự Sanger mang lại những ưu điểm đáng kể so với các phương pháp giải trình tự khác, đặc biệt khi giải trình tự các vùng lặp của hệ gen. Thách thức liên quan đến dữ liệu trình tự có đoạn đọc ngắn đặc biệt là một vấn đề khi giải trình tự các hệ gen mới (de novo) và khi giải trình tự các đoạn hệ gen bị tái sắp xếp mạnh, thường gặp trong hệ gen ung thư hoặc ở các vùng nhiễm sắc thể có biến đổi cấu trúc. [cp. Morozova and Marra, 2008]
DNA – Axit deoxyribonucleic – Các dạng và chức năng
Mỗi dạng DNA có những đặc điểm và ứng dụng riêng, đóng góp cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu, bao gồm ung thư học, di truyền học, khoa học pháp y và sinh học tiến hóa. Máy siêu âm Hielscher là giải pháp có hiệu quả cao và đáng tin cậy để phân lập và phân mảnh DNA và RNA phục vụ mục đích phân tích của bạn. Trong danh sách dưới đây, chúng tôi giải thích các dạng DNA cụ thể và phân loại chúng dựa trên bối cảnh sinh học và chức năng:
- DNA hệ gen (gDNA)
DNA hệ gen (gDNA): Toàn bộ DNA trong một sinh vật, bao gồm cả các vùng mã hóa (gen) và không mã hóa. - DNA ngoại bào
DNA khối u lưu hành (ctDNA): Các đoạn DNA được tế bào khối u giải phóng vào máu.
DNA tự do ngoài tế bào (cfDNA): Các đoạn DNA lưu hành tự do trong máu, có nguồn gốc từ nhiều mô khác nhau. - DNA vòng ngoài nhiễm sắc thể (eccDNA): Các phân tử DNA dạng vòng nằm ngoài nhiễm sắc thể trong tế bào nhân thực.
DNA virus: DNA có nguồn gốc từ virus, được tích hợp vào hệ gen của vật chủ hoặc tồn tại dưới dạng DNA episome. - DNA ty thể
DNA ty thể (mtDNA): DNA nằm trong ty thể, được di truyền theo dòng mẹ và tham gia vào quá trình sản xuất năng lượng. - DNA plasmid
DNA plasmid: Các phân tử DNA nhỏ, dạng vòng, sao chép độc lập với DNA nhiễm sắc thể, thường có ở vi khuẩn và được sử dụng trong kỹ thuật di truyền. - DNA nhân
DNA nhân (nDNA): DNA nằm trong nhân tế bào nhân thực, chiếm phần lớn vật chất di truyền trong một sinh vật. - DNA đơn tế bào
DNA đơn tế bào (scDNA): DNA được chiết xuất từ một tế bào đơn lẻ, dùng để phân tích hệ gen chi tiết ở cấp độ từng tế bào. - DNA tái tổ hợp
DNA tái tổ hợp (rDNA): Các phân tử DNA được tạo thành bằng các phương pháp tái tổ hợp di truyền trong phòng thí nghiệm nhằm kết hợp vật chất di truyền từ nhiều nguồn. - Các dạng chuyên biệt
DNA môi trường (eDNA): DNA được thu thập từ các mẫu môi trường (đất, nước) mà không phân lập các sinh vật nguồn
DNA cổ đại (aDNA): DNA được chiết xuất từ các mẫu vật cổ đại, cung cấp hiểu biết về sinh học tiến hóa và các quần thể cổ đại. - DNA nhiễm sắc thể
DNA nhiễm sắc thể: DNA cấu thành các nhiễm sắc thể trong nhân tế bào, bao gồm cả các vùng mã hóa và không mã hóa. - Các dạng có nguồn gốc từ virus và các dạng tổng hợp
DNA virus: DNA có nguồn gốc từ virus, có thể được tích hợp vào hệ gen của vật chủ hoặc tồn tại dưới dạng các thực thể độc lập.
DNA tổng hợp: Các trình tự DNA được tổng hợp nhân tạo thông qua các quá trình hóa học, thường được sử dụng trong nghiên cứu và công nghệ sinh học.
Hielscher Ultrasonics sản xuất các máy đồng nhất siêu âm hiệu năng cao từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.