dNTP significa trifosfato de nucleótido de desoxirribose empregado na PCR para expandir a cadeia de ADN em crescimento. dATP, dTTP, dGTP e dTTP são quatro dNTPs comuns usados na PCR.

A função dos dNTPs na PCR é expandir a cadeia de ADN em crescimento com a ajuda da Taq DNA polimerase. Ela liga-se com a fita de ADN complementar por ligações de hidrogénio.

A PCR é uma técnica in vitro de síntese de ADN. O objetivo de realizar a PCR é gerar múltiplas cópias de fragmentos de DNA de nosso interesse para visualizá-lo sob a eletroforese em gel.

O objectivo da PCR é fazer milhões de cópias de ADN para várias aplicações a jusante como sequenciação de ADN ou microarranjo de ADN.

A reacção em cadeia da polimerase é a ferramenta inigualável utilizada em investigação genética molecular desde a sua descoberta. Modelo de DNA, primers, tampão, Taq DNA polimerase e dNTPs são os ingredientes da PCR. Para entender o mecanismo da PCR, devemos aprender a importância de cada ingrediente usado nela,

Neste artigo, estamos discutindo um dos ingredientes chave da PCR que são os dNTPs. Também vamos analisar a sua estrutura e porque é tão importante.

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Outras vezes, também vamos falar sobre o mecanismo de interacção dos dNTPs e Taq DNA polimerase e o seu trabalho na cadeia de ADN em crescimento,

Outras vezes, vamos falar sobre o mecanismo de como os dNTPs e DNA polimerase interagem e ajudam a crescer a cadeia de ADN,

Leia mais sobre artigos relacionados com PCR,

  1. Rolação de DMSO em PCR: DMSO a PCR enhancer
  2. Função da taq DNA polimerase em PCR
  3. Orientações de desenho do primer de PCR
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>222222>Tópicos-chave:

O que são dNTPs?

Estrutura dos dNTPs:

O dNTP significa trifosfato de nucleótidos de desoxirribose.

Em primeiro lugar, temos de compreender várias terminologias básicas como base, nucleótidos, nucleósidos, ribonucleótidos, desoxirribonucleótidos, ribonucleótidos dideóxidos de modo a compreender os dNTPs. Estes são alguns termos básicos usados rotineiramente na genética, ainda assim, as pessoas entenderam mal.

A Adenina e a Guanina são bases purinas enquanto a Citosina e a Tiamina são bases pirimidinas. As bases nitrogenadas não podem formar ADN directamente. A espinha dorsal do fosfato e o açúcar pentose são adicionalmente necessários para criar uma molécula de ADN.

O nucleotídeo é composto por um açúcar pentose, fosfato e base nitrogenada. Um nucleotídeo liga-se com outro nucleotídeo adjacente com ligação fosfodiéster, enquanto um nucleotídeo liga-se com outro nucleotídeo na cadeia de ADN oposta com ligações de hidrogénio.

A imagem representa a estrutura do trifosfato de desoxirribose, difosfato e monofosfato.

Leia mais sobre a estrutura do ADN: A história do ADN: A estrutura e função do DNA

O fosfato presente no nucleotídeo é trifosfato, (tri- três) quando o fosfato não está ligado ao nucleotídeo (ou ausente), é chamado de nucleósido (nucleotídeo sem fosfato é chamado de nucleósido).

Quando um átomo de hidrogênio substitui o grupo hidroxila no açúcar pentose, o açúcar é chamado de açúcar deoxy. O DNA é composto de açúcar pentose desoxídico enquanto o RNA é composto do único açúcar ribose.

Os dNTPs são a cadeia de nucleotídeos composta de ribose, base nitrogenada e fosfato.

Outros, os ddNTPs são diferentes dos dNTPs.

O trifosfato de dideoxinucleotídeos não tem grupo 3′ OH livre, outro 3′ OH grupo de açúcar é substituído pelo hidrogênio.

Hence que não pode causar a expansão de um fio de ADN em crescimento. Portanto, estes tipos de ddATP, ddTTP, ddCTP e ddGTP são utilizados no sequenciamento de ADN. Vamos discutir o papel dos ddNTPs no sequenciamento elaborado em outro artigo.

Os ddNTPs são usados no método de terminação em cadeia para parar a expansão da síntese de DNA.

A imagem representa a diferença entre açúcar Ribose, açúcar desoxirribose e açúcar desoxirribose.

O trifosfato é composto por três moléculas diferentes de fosfato que fornece uma espinha dorsal para o DNA.

A espinha dorsal de fosfato do DNA tem três moléculas diferentes de fosfato chamadas alfa, beta e fosfato gama. Quando um fosfato ou fosfato gama é liberado, a estrutura é chamada de difosfato de desoxinucleotídeo.

Similiarmente quando dois dos três fosfatos liberados a estrutura é chamada de monofosfato de desoxinucleotídeo.

dATP e dGTP são purinas enquanto dCTP e dTTP são dNTPs de pirimidina usados na reacção PCR. A função dos dNTPs em PCR é a mesma da replicação in vivo. Se estiver interessado em ler as diferenças entre nucleotídeos vs nucleósidos e purinas vs pirimidinas, leia estes artigos:

  1. Purinas Vs Pyrimidines
  2. Nucleotídeos Vs Nucleosídeos

A imagem representa quatro estruturas diferentes de dNTPs.

A função dos dNTPs:

Os dNTPs são os ingredientes da PCR, RT-PCR, sequenciação de ADN ou microarranjo de ADN que ajuda a fazer crescer o ADN ou amplificação de ADN.

Mecanismo de acção:

O processo de PCR é dividido em três etapas dependentes da temperatura:

  1. Denaturação
  2. Annealing
  3. Extensão.

No passo de desnaturação, o ADN de cadeia dupla é desnaturado em ADN de cadeia simples; No passo de recozimento, o primer liga-se na posição exacta de onde a sua sequência complementar está presente e,

No passo de extensão, a Taq DNA polimerase adiciona os dNTPs na cadeia de ADN em crescimento.

A partir do momento em que o cordão é aberto e o primer se liga com DNA de cadeia única, a Taq DNA polimerase inicia sua atividade catalítica.

A Taq DNA polimerase usa o DNA de cadeia única como substrato para a atividade enzimática e se estabelece na junção primer-DNA.

A única extremidade da Taq DNA polimerase liga-se perto do grupo 3′ OH do primer oligonucleotídeo, este complexo é chamado de complexo P- DNA.

A imagem representa a estrutura do ADN com ligações de hidrogénio e a ligação fosfodiéster do ADN.

No passo seguinte, a adição de dNTP começou.

O dNTP liga-se com o complexo P-DNA com fraca afinidade se o nucleótido complementar exacto estiver presente. Logo após a polimerase da Taq DNA a detém e ocorre a interação da ligação de hidrogênio entre uma base complementar e o dNTP.

Aqui, no início, não todo o nucleotídeo, mas a base (base nitrogenada) presente no dNTP decide se liga ou não.

Primeiro, se encontrar a base complementar no modelo ssDNA (A para T e G para C), irá formar as ligações de hidrogênio entre eles. Três ligações de hidrogênio entre C e G e duas ligações de hidrogênio entre A e T são fabricadas.

Após as formas de ligação de hidrogênio, a Taq DNA polimerase conforma essa ligação de dNTP com o fio de DNA em crescimento, formando uma ligação fosfodiéster. Agora, após a formação da ligação fosfodiéster, a Taq DNA polimerase move-se um passo à frente para a adição de novos dNTP.

A ligação fosfodiéster é formada entre 3′ OH de primer e 5′ P de dNTP.

Após a formação da ligação de hidrogênio, a Taq DNA polimerase catalisa a reação pela remoção da gama e do beta-fosfato do trifosfato do dNTP. Dois pirofosfatos (PPi) são liberados após a conclusão da reação.

A cinética exacta de como os dNTPs e a Taq polimerase interagem durante a reacção PCR ainda não é conhecida.

Ler mais sobre uma electroforese em gel de agarose,

  1. Electroforese em gel de agarose
  2. Corante de carga de gel de DNA
  3. Papel de EtBr na electroforese em gel de agarose

A concentração de dNTPs em PCR:

Em geral, para a reacção de PCR com 30 a 35 ciclos de execução, 200μM de cada dNTPs são suficientes.

200μM cada, o que significa que um total de 800μM de 4 misturas de dNTPs é utilizado numa única reacção de PCR. Temos de preparar a nossa concentração de trabalho a partir da solução de reserva de 100mM. No entanto, nos últimos dias a mastermix pronta a usar é muito popular e eficaz. A mastermix pronta a usar contém todos os ingredientes importantes como a mistura de dNTPs, corante de carregamento de gel e Taq DNA polimerase.

Como somos um estudante de ciências temos de nos inclinar, como preparar a solução de trabalho do caldo. Suponha que temos que preparar 2mM de trabalho a partir dos 100mM de caldo.

>222222>now,

Remember V1C1= V2C2?

Aqui, a concentração dada C1 é 100mM (que é a concentração de estoque de dNTPs)

V1 é o volume dado é desconhecido (?)

C2 é a concentração requerida = 2mM

V2 é o volume requerido= 1000μL

Agora V1C1= V2C2

V1= V2C2/ C1

>222222>V1= 1000 * 2/ 100>222222>V1= 20μL>222222>Aqui, 20μL de cada dNTPs necessários para a preparação da solução de trabalho, por isso o volume final para a nossa mistura é 80μL de (dATP, dCTP, dGTP e dTTP) em 920μL de D/W. Esta fará a concentração final de 2mM de cada dNTP em 1000μL da solução de trabalho. Calcule para 200μM por si mesmo.

O meu guia final para usar dNTPs em PCR

Prepare sempre dois tubos de solução de reserva e armazene todos os tubos a -20°C.

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Calcule quantas reacções executa numa semana de forma adequada prepare a solução de trabalho a partir do stock e guarde-a a 4°C. Porque o congelamento e descongelamento repetidos diminuirão a actividade dos dNTPs.

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Visto que a contaminação do ADN estranho irá dificultar a reacção de PCR.

A concentração 200μM é suficiente para a reacção PCR, no entanto, para a PCR de longo alcance pode ser usada uma concentração de 2mM a 3 mM de cada dNTP.

As concentrações de dNTPs aumentam a taxa de ligação não específica aumentará. Da mesma forma, a escassez de dNTPs leva a produtos de PCR incompletos. Portanto, use sempre uma quantidade apropriada de dNTPs.

Conclusão: Com a ajuda da Taq, os dNTPs ligam-se com a cadeia de ADN em crescimento e expandem-na. Se você não quiser mexer em tudo isso, você pode usar o kit de PCR pronto para usar, que é mais preferível. No entanto, você tem que aprender o método manual de preparação de reagentes.

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