Biomics

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

ДНК, ампликоны, ультразвук, механическая фрагментация, персистентная длина

1. 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.    Ruttner F. Biogeography and Taxonomy of Honeybees. Springer, Berlin, 1988. 291 p. DOI: https://doi.org/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: https://doi.org/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: https://doi.org/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:https://doi.org/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: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0062856
15. Elsner H.I., Lindblad E.B. Ultrasonic degradation of DNA // DNA. 1989. V. 8. P. 697-701. DOI: https://doi.org/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: https://doi.org/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. 
18. DOI: https://doi.org/10.1080/07391102.2018.1533888
19. Golenberg E.M., Bickel A., Weihs P. Effect of highly fragmented DNA on PCR // Nucleic Acids Res. 1996. V.24. P. 5026-5033. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/24.24.5026
20. 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: https://doi.org/10.1016/j.bpj.2010.10.052
21. Hagerman P.J. Investigation of the flexibility of DNA using transient electric birefringence // Biopolymers. 1981.    V.    20.    P.    1503-1535.    DOI: https://doi.org/10.1002/bip.1981.360200710
22. 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:https://doi.org/10.1016/j.talanta.2010.01.032 
23. 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: https://doi.org10.1016/j.bios.2004.06.021
24. 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: https://doi.org/10.1006/jmbi.1999.3237
25. 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: https://doi.org/10.1038/srep04532
26. 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: https://doi.org/10.1186/gm208