Влияние длины молекул и природы среды на фрагментацию ДНК ультразвуком
16.08.2023
Авторы:
Название:
Влияние длины молекул и природы среды на фрагментацию ДНК ультразвуком
Страницы:
87-95
Ультразвуковая фрагментация является наиболее оптимальным способом искусственного разрушения цепей ДНК, не требующим дополнительных реагентов и позволяющим получить "чистый" препарат для непосредственного дальнейшего применения. Однако, несмотря на достаточно активное использование ультразвуковой фрагментации ДНК в научных исследованиях, слабо изученным остается ряд вопросов, связанных с применимостью механически фрагментированной ДНК для проведения стандартных молекулярно-биологических операций. В работе приведены данные о влиянии размера молекул ДНК (на модели ДНК-ампликонов) и состава водных растворов на эффективность их разрушения под действием ультразвука. Показано, что скорость фрагментации ДНК положительно коррелирует с увеличением длины молекул. В растворах с высокой ионной силой скорость разрушения резко увеличивается. Присутствие органических растворителей, не влияющих на гибридизацию, несколько снижает скорость ультразвукового разрушения. С увеличением длины молекул ДНК влияние денатурирующих агентов изменяется и приводит к повышению скорости фрагментации. Молекулы дцДНК размером менее одной персистентной длины (около 150 п.о.) практически не фрагментируются.
- Бикбулатова С.М., Чемерис Д.А., Никоноров Ю.М., Машков О.И., Гарафутдинов Р.Р., Чемерис А.В., Вахитов В.А. Способы детекции результатов полимеразной цепной реакции в режиме реального времени // Вестн. Башк. ун-та. 2012. Т. 17(1). С. 59-67. 2. Гарафутдинов Р.Р., Галимова А.А., Сахабутдинова А.Р., Вахитов В.А., Чемерис А.В. ПЦР-амплификация ДНК с помощью праймеров «встык» // Молек. биол. 2015. Т. 49(4). С. 628-637. doi:10.7868/S0026898415040059. 3. Гарафутдинов Р.Р., Галимова А.А., Сахабутдинова А.Р., Чемерис А.В. ПЦР-анализ специфичной к последовательности ультразвуковой фрагментации ДНК // Молек. биол. 2016. Т. 50(2). С. 272-278. doi:10.7868/S0026898416020051 4. Гарафутдинов Р.Р., Нагаев Н.Р., Сахабутдинова А.Р., Чемерис А.В. Аутентичность, сохранность и доступность древней ДНК // Вестн. Башк. ун-та. 2015а. Т. 20. С. 432-439. 5. Гроховский С.Л. Специфичность расщепления ДНК ультразвуком // Молек. биол. 2006. Т. 40. С. 317-325. 6. Гроховский С.Л., Ильичева И.А., Нечипуренко Д.Ю., Панченко Л.А., Полозов Р.В., Нечипуренко Ю.Д. Локальные неоднородности структуры и динамики двуспиральной ДНК: исследование при помощи ультразвука // Биофизика. 2008. Т. 53. С. 417-425. 7. Гpоxовcкий C.Л., Ильичева И.А., Панченко Л.А., Головкин М.В., Нечипуpенко Д.Ю., Полозов P.В., Нечипуpенко Ю.Д. Ультразвуковое расщепление ДНК в комплексах с катионами Ag(I), Cu(II), Hg(II) // Биофизика. 2013. Т. 58. С. 36-46. 8. Машков О.И., Поскряков А.В., Николенко А.Г., Гарафутдинов Р.Р. Определение ботанического происхождения мёда с помощью ПЦР // Пчеловодство. 2016. №2. С. 56-58. 9. Машков О.И., Поскряков А.В., Николенко А.Г., Гарафутдинов Р.Р. Установление ботанического происхождения меда с помощью полимеразной цепной реакции // Биомика. 2016а. Т. 8(2). С. 154-160. 10. Нечипуренко Ю.Д., Головкин М.В., Нечипуренко Д.Ю., Ильичева И.А., Панченко Л.А., Полозов Р.В., Гроховский С.Л. Характерные особенности расщепления ДНК ультразвуком // Ж. Структ. Хим. 2009. Т. 50. С. 1045-1052. 11. 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 // Молек. биол. 2017. Т. 51(4). С. 724-733. doi:10.7868/S0026898417040164 12. Чемерис Д.А., Магданов Э.Г., Машков О.И., Гарафутдинов Р.Р., Чемерис А.В. ПЦР с отложенным (горячим или задержанным) стартом // Биомика. 2011. Т. 2(1). С. 1-8. 13. Ansorge W.J. Next-generation DNA sequencing techniques // Nature Biotechnol. 2009. V. 25. P. 195-203. doi:10.1016/j.nbt.2008.12.009 14. Chen Y.-C., Liu T., Yu C.-H., Chiang T.-Y., Hwang C.-C. Effects of GC bias in next-generation-sequencing data on de novo genome assembly // PLoS ONE. 2013. V. 8. e62856. doi:10.1371/journal.pone.0062856 15. Elsner H.I., Lindblad E.B. Ultrasonic degradation of DNA // DNA. 1989. V. 8. P. 697-701. doi:10.1089/dna.1989.8.697 16. Garafutdinov R.R., Galimova А.А., Sakhabutdinova А.R. Polymerase chain reaction with nearby primers // Anal. Biochem. 2017. V. 518. P. 126-133. doi:10.1016/j.ab.2016.11.017. 17. Garafutdinov R.R., Galimova А.А., Sakhabutdinova А.R. The influence of CpG (5'-d(CpG)-3' dinucleotides) methylation on ultrasonic DNA fragmentation // J. Biomol. Struct. Dyn. 2019. V. 37. P. 3877-3886. doi:10.1080/07391102.2018.1533888 18. Golenberg E.M., Bickel A., Weihs P. Effect of highly fragmented DNA on PCR // Nucleic Acids Res. 1996. V. 24. P. 5026-5033. doi:10.1093/nar/24.24.5026 19. Grokhovsky S.L., Il’icheva I.A., Nechipurenko D.Yu., Golovkin M.V., Panchenko L.A., Polozov R.V., Nechipurenko Yu.D. Sequence-specific ultrasonic cleavage of DNA // Biophys. J. 2011. V. 100. P. 117-125. doi:10.1016/j.bpj.2010.10.052 20. Hagerman P.J. Investigation of the flexibility of DNA using transient electric birefringence // Biopolymers. 1981. V. 20. P. 1503-1535. doi:10.1002/bip.1981.360200710 21. Larguinho M., Santos H.M., Doria G., Scholz H., Baptista P.V., Capelo J.L. Development of a fast and efficient ultrasonic-based strategy for DNA fragmentation // Talanta. 2010. V. 81. P. 881-886. doi:10.1016/j.talanta.2010.01.032 22. Mann T.L., Krull U.J. The application of ultrasound as a rapid method to provide DNA fragments suitable for detection by DNA biosensors // Biosens. Bioelectron. 2004. V. 20. P. 945-955. doi:10.1016/j.bios.2004.06.021 23. Packer M.J., Dauncey M.P., Hunter C.A. Sequence-dependent DNA structure: tetranucleotide conformational maps // J. Mol. Biol. 2000. V. 295. P. 85-103. doi:10.1006/jmbi.1999.3237 24. Poptsova M.S., Il’icheva I.A., Nechipurenko D.Yu., Panchenko L.A., Khodikov M.V., Oparina N.Y., Polozov R.V., Nechipurenko Yu.D., Grokhovsky S.L. Non-random DNA fragmentation in next-generation sequencing // Sci. Reports. 2014. V. 4. P. 4532. doi:10.1038/srep04532 25. Taub M.A., Bravo H.C., Irizarry R.A. Overcoming bias and systematic errors in next generation sequencing data // Genome Med. 2010. V. 2. P. 87. doi:10.1186/gm208