Влияние температуры на формирование мультимерных продуктов цепь-вытесняющими ДНК полимеразами в условиях изотермической амплификации
Год: 2020
Страницы: 469-474
Номер: Том 12, № 4
DOI: https://doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2020-40
Рубрика: Статьи
Авторы: Гильванов А.Р.!, Сахабутдинова Ассоль Рафиковна, Гарафутдинов Равиль Ринатович
Аннотация:
Амплификация нуклеиновых кислот является одним из ключевых методов в молекулярно-биологических исследованиях и клинической диагностике. Отличная альтернатива широко распространенной полимеразой цепной реакции - изотермические методы, например, амплификация «катящимся кольцом». Для выполнения амплификации в изотермических условиях применяют ДНК полимеразы с цепь-вытесняющей активностью. В данной работе изучено влияние температуры на образование специфических и неспецифических продуктов в амплификации «катящимся кольцом» ДНК полимеразами 9°Nm, Vent exo-, Hemo KlenTaq. Определены значения температуры, при которых наиболее эффективно происходит образование неспецифических мультимерных продуктов на линейной матрице и целевых конкатемерных продуктов на кольцевой матрице. Полученные результаты позволят разработать более специфичные методы изотермической амплификации с указанными ДНК полимеразами.
Ключевые слова:
изотермическая амплификация; мультимеризация; ДНК полимеразы; цепь-вытесняющая активность
Библиографический список:
- Гильванов А.Р., Сахабутдинова А.Р., Чемерис А.В., Гарафутдинов Р.Р. Влияние SYBR Green I на протекание изотермической амплификации с помощью ДНК полимеразы Bst exo- // Биомика. 2018. Т. 10(3). С. 268-273. doi: 10.31301/2221-6197.bmcs.2018-35.
- Сахабутдинова А.Р., Максимова М.А., Гарафутдинов Р.Р. Получение кольцевых одноцепочечных ДНК-матриц с помощью Т4 РНК лигазы для амплификации по типу катящегося кольца // Молекулярная биология. 2017. Т. 51(4). С. 724-733. doi: 10.7868/S0026898417040164.
- Emery N.J., Majumder S., Liu A.P. Synergistic and non-specific nucleic acid production by T7 RNA polymerase and Bsu DNA polymerase catalyzed by single-stranded polynucleotides // Synth. Syst. Biotechnol. 2018. V. 3. P. 130-134. doi: 10.1016/j.synbio.2018.02.005.
- Garafutdinov R.R., Gilvanov A.R., Sakhabutdinova, A.R. The Influence of Reaction Conditions on DNA Multimerization During Isothermal Amplification with Bst exo− DNA Polymerase // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2020. V. 190. P. 758-771. doi: 10.1007/s12010-019-03127-6.
- Hafner G.J., Yang I.C., Wolter L.C., Stafford M.R., Giffard P.M. Isothermal amplification and multimerization of DNA by Bst DNA polymerase // BioTechniques. 2001. V. 30. P. 852-856. doi: 10.2144/01304rr03.
- Lee O., Jeon J.-H., Sung, W. How double-stranded DNA breathing enhances its flexibility and instability on short length scales // Phys. Rev. 2010. V. 81. 021906. doi: 10.1103/PhysRevE.81.021906.
- Liang X., Kato T., Asanuma H. Unexpected efficient ab initio DNA synthesis at low temperature by using thermophilic DNA polymerase // Nucleic Acids Symp. Se. (Oxf). 2007. V. 51. P. 351-352. doi: 10.1093/nass/nrm176.
- Notomi T., Okayama H., Masubuchi H., Yonekawa T., Watanabe K., Amino N., Hase T. Loop-mediated isothermal amplification of DNA // Nucleic Acids Research. 2000. V. 28. e63. doi: 10.1093/nar/28.12.e63.
- Qi H., Yue S., Bi S., Ding C., Song W. Isothermal exponential amplificaton techniques: from basic principles to applications in electrochemical biosensors // Biosens. Bioelectron. 2018. V. 110. P. 207-217. doi: 10.1016/j.bios.2018.03.065.
- Saiki R.K., Scharf S., Faloona F., Mullis K.B., Horn G.T., Erlich H.A., Arnheim, N. Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia // Science. 1985. V. 230. P. 1350- 1354. doi: 10.1126/science.2999980.
- Salamin O., Kuuranne T., Saugy M., Leuenberger N. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) as an alternative to PCR: A rapid on-site detection of gene doping // Drug. Test. Anal. 2017. V. 9. P. 1731-1737. doi: 10.1002/dta.2324.
- von Hippel P.H., Johnson N.P., Marcus, A.H. 50 years of DNA ‘Breathing’: Reflections on Old and New Approaches // Biopolymers. 2013. V. 99. P. 923-954. doi: 10.1002/bip.22347.
- Walker G.T., Fraiser M.S., Schram J.L., Little M.C., Nadeau J.G., Malinowski D.P. Strand displacement amplification – an isothermal, in vitro DNA amplification technique // Nucleic Acids Research. 1992. V. 20. P. 1697-1696. doi: 10.1093/nar/20.7.1691.
- Zeida A., Machado M.R., Dans P.D., Pantano S. Breathing, bubbling, and bending: DNA flexibility from multimicrosecond simulations // Phys. Rev. 2012. V. 86. 021903. doi: 10.1103/PhysRevE.86.021903.