Nguyên lý tổng hợp Oligo
Trong lĩnh vực sinh học phân tử và nghiên cứu di truyền, khả năng tổng hợp DNA đóng một vai trò quan trọng.Tổng hợp DNA liên quan đến việc sản xuất nhân tạo các phân tử DNA bằng cách sắp xếp các nucleotide theo một thứ tự cụ thể.Để đạt được điều này, các nhà khoa học dựa vào một công cụ mạnh mẽ được gọi là bộ tổng hợp oligonucleotide, còn được gọi là bộ tổng hợp DNA.
Bộ tổng hợp oligonucleotide là một công cụ phức tạp giúp tự động tổng hợp các phân tử DNA ngắn gọi là oligonucleotide.Những chuỗi DNA ngắn này thường có chiều dài từ 10 đến 100 nucleotide và là khối xây dựng thiết yếu trong nhiều ứng dụng bao gồm phản ứng chuỗi polymerase (PCR), tổng hợp gen, kỹ thuật di truyền và giải trình tự DNA.
Bộ tổng hợp oligonucleotide hoạt động dựa trên nguyên tắc của một kỹ thuật được gọi làtổng hợp pha rắn.Phương pháp này lần đầu tiên được tiến sĩ Marvin Caruthers, người đoạt giải Nobel, tiên phong vào những năm 1970 và đã được cải tiến qua nhiều năm để tăng cường khả năng tổng hợp trình tự DNA.Quá trình tổng hợp oligonucleotide được thực hiện bằng cách bổ sung từng bước các gốc nucleotide vào đầu 5' của chuỗi đang phát triển cho đến khi trình tự mong muốn được lắp ráp.Mỗi lần bổ sung được gọi là một chu trình tổng hợp và bao gồm bốn phản ứng hóa học:
Bước 1: Khử chặn (detritylation)----------Bước 2: Khớp nối----------Bước 3: Đóng nắp----------Bước 4: Quá trình oxy hóa
Quá trình này được lặp lại với mỗi nucleotide cho đến khi đạt được trình tự mong muốn.Đối với các oligonucleotide dài hơn, chu trình này có thể cần được lặp lại nhiều lần để tổng hợp toàn bộ chuỗi. Khả năng kiểm soát chính xác từng bước của chu trình tổng hợp là rất quan trọng đối với bộ tổng hợp oligonucleotide.Các thuốc thử được sử dụng, chẳng hạn như nucleotide và chất kích hoạt, cần phải có chất lượng cao để đảm bảo tổng hợp chính xác và hiệu quả.Ngoài ra, bộ tổng hợp yêu cầu kiểm soát nhiệt độ có độ chính xác cao và các điều kiện môi trường khác để thúc đẩy các phản ứng ghép mong muốn và ngăn chặn các phản ứng không mong muốn.
Khi một oligonucleotide được tổng hợp hoàn toàn, nó thường được tách ra khỏi chất mang rắn và được tinh chế để loại bỏ mọi nhóm bảo vệ hoặc tạp chất còn lại.Sau đó, các oligonucleotide đã được tinh chế sẽ sẵn sàng cho các ứng dụng tiếp theo.
Những tiến bộ trong công nghệ đã cho phép phát triển các bộ tổng hợp oligonucleotide hiệu suất cao có khả năng tổng hợp đồng thời hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn oligonucleotide.Những thiết bị này sử dụng công nghệ tổng hợp dựa trên microarray, cho phép các nhà nghiên cứu nhanh chóng tạo ra các thư viện oligonucleotide lớn cho nhiều mục đích nghiên cứu khác nhau.
Tóm lại, các nguyên tắc của bộ tổng hợp oligonucleotide xoay quanh các kỹ thuật tổng hợp pha rắn, bao gồm việc bổ sung từng bước các nucleotide trên chất mang rắn.Kiểm soát chính xác chu trình tổng hợp và thuốc thử chất lượng cao là điều cần thiết để tổng hợp chính xác và hiệu quả.Bộ tổng hợp Oligo đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu DNA, cho phép các nhà khoa học tạo ra các oligonucleotide tùy chỉnh cho nhiều ứng dụng khác nhau, góp phần thúc đẩy những tiến bộ trong công nghệ sinh học và nghiên cứu di truyền.
Thời gian đăng: 01-08-2023