امپلیکون

امپلیکون (به انگلیسی: Amplicon) یک قطعه از دی.ان.ای. یا آر.ان.ای. است که منبع و/یا محصول طبیعی یا مصنوعی رخدادهای تکثیری و همانندسازی (amplification & replication) است. محصول PCR می‌تواند از طریق روش‌های مختلفی از جمله واکنش‌های زنجیره‌ای پلیمراز (Polymerase Chain Reaction)، واکنش‌های زنجیر‌ ای لیگاز (LCR) یا نسخه ‌برداری ژنی طبیعی (natural gene duplication) ایجاد شود. فرایند “amplification” به تولید یک یا چندین کپی از یک قطعه ژنتیکی یا توالی هدف خصوصاً قطعه محصول PCR اشاره دارد.

Amplification در تحقیقات، پزشکی و پزشکی قانونیWalsh, PS; Metzger, DA; Higuchi, R (1991). "Chelex 100 as a medium for simple extraction of DNA for PCR-based typing from forensic material". BioTechniques. 10 (4): 506–13. PMID 1867860. برای اهدافی از جمله تشخیص و تعیین عوامل عفونی،Consumer Affairs Branch (2010-08-17). "Roche Amplicor HIV-1 Monitor Test". FDA. Retrieved 2012-10-16. شناسایی بقایای انسانیGill, Peter; Ivanov, Pavel L. ; Kimpton, Colin; Piercy, Romelle; Benson, Nicola; Tully, Gillian; Evett, Ian; Hagelberg, Erika; Sullivan, Kevin (1994). "Identification of the remains of the Romanov family by DNA analysis". Nature Genetics. 6 (2): 130–5. doi:10.1038/ng0294-130. PMID 8162066. و استخراج ژنوتیپ از موی انسان، استفاده می‌شود.

نسخه‌ برداری ژنی طبیعی در اشکال مختلفی از سرطان‌های انسانی از جمله لنفوم سلول B اولیه و لنفوم HodgkinRui, Lixin; Emre, N.C. Tolga; Kruhlak, Michael J. ; Chung, Hye-Jung; Steidl, Christian; Slack, Graham; Wright, George W. ; Lenz, Georg; et al. (2010). "Cooperative Epigenetic Modulation by Cancer Amplicon Genes". Cancer Cell. 18 (6): 590–605. doi:10.1016/j.ccr.2010.11.013. PMC 3049192. PMID 21156283. نقش دارد. در نسخه برداری ژنی طبیعی منظور از امپلیکون‌ها، یا قطعات DNA ی کروموزومی است که از ژنوم جدا شده، تکثیر یافته و در محل دیگری از ژنوم مجدداً جایگیری کرده‌اند یا DNAهای خارج کروموزومی است که وارد هسته شده و در طی تقسیم سلول، تکثیر می‌شوند. تکثیر ژن‌های کد شده توسط این امپلیکون‌ها به طور کلی باعث افزایش رونویسی از ژن و در نهایت افزایش میزان پروتین مربوطه است.Bignell, G. R. ; Santarius, T. ; Pole, J. C.M. ; Butler, A. P. ; Perry, J. ; Pleasance, E. ; Greenman, C. ; Menzies, A. ; et al. (2007). "Architectures of somatic genomic rearrangement in human cancer amplicons at sequence-level resolution". Genome Research. 17 (9): 1296–303. doi:10.1101/gr.6522707. PMC 1950898. PMID 17675364.

 ساختار 
امپلیکون‌ها عموماً تکرارهای مستقیم (سر به دم) یا تکرارهای معکوس (سر به سر یا دم به دم) توالی‌های ژنتیکی می‌باشند و می‌توانند دارای ساختارهای خطی یا حلقوی باشند.Cohn, Waldo E. ; Moldave, Kivie, eds. (1996). Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology. Academic Press. pp. 280–287. امپلیکون‌های حلقوی شامل تکرارهای معکوس ناقصی هستند که به صورت حلقه شکل می‌گیرندGrodin, K; Roy, G; Ouellette, M (1996). "Formation of extrachromosomal circular amplicons with direct or inverted duplications in drug-resistant Leishmania tarentolae.". Mol.Cell.Biol. 16 (7): 3587–3595. PMC 231354. PMID 8668175. و به نظر می‌رسد که از پیش‌سازهای امپلیکون‌های خطی به وجود آمده‌اند.Grodin, K; Küding, C; Roy, G; Ouellette, M (1998). "Linear amplicons as precursors of amplified circles in methotrexate-resistant Leishmania tarentolae.". Nucleic Acids Res. 26 (14): 3372–3378. doi:10.1093/nar/26.14.3372. PMC 147699. PMID 9649621.

در طول تکثیر مصنوعی، طول قطعه توسط اهداف آزمایشی تعیین می‌شود.PCR Primer Design Guidelines. Premier Biosoft: Accelerating Research in Life Sciences. Retrieved from: http://www.premierbiosoft.com/tech_notes/PCR_Primer_Design.html

 فناوری 
آنالیز امپلیکن‌ها با پیشرفت و توسعه‌ی روش‌های تکثیری مانند روش PCR و همچنین به صورت فزاینده‌ای به وسیله‌ی فناوری‌های ارزان‌تر و با توان بالا (highthrouput) برای توالی‌یابی DNA(DNA sequencing) یا توالی‌یابی نسل بعد (next-generation sequencing) امکان‌پذیر شده است.Ion Torrent Official Webpage

فناوری‌های توالی‌یابی DNA مثل توالی‌یابی نسل بعد امکان مطالعه امپلیکون در مطالعات زیست‌شناسی و ژنتیکی از جمله تحقیقات بر روی ژنتیک سرطان،International Cancer Genome Consortium Official Website ژنتیک فرگشت و ژنتیک انسانیNational Human Genome Research Institute را فراهم نموده است. صرف نظر از روش مورد استفاده برای تکثیر امپلیکون، باید از برخی تکنیک‌های دیگر برای کمّی کردن میزان محصول به دست آمده استفاده نمود.Stanley, J. (2002). Essentials of Immunology & Serology by Jacqueline Stanley. Albany, NY: Delmar. به طور کلی این تکنیک‌ها ترکیبی از یک مرحله ضبط و یک مرحله تشخیص می‌باشند. هرچند که چگونگی ترکیب این مراحل بسته به نوع آنالیز کمّی مورد استفاده، متفاوت است.

 کاربردها 
از روش PCR می‌توان برای تعیین جنسیت یک نمونه دی.ان.ای. انسانی استفاده نمود.Mannucci, Armando; Sullivan, Kevin M. ; Ivanov, Pavel L. ; Gill, Peter (1994). "Forensic application of a rapid and quantitative DNA sex test by amplification of the X-Y homologous gene amelogenin". International Journal of Legal Medicine. 106 (4): 190–3. doi:10.1007/BF01371335. PMID 8038111. کیت مورد استفاده برای تعیین جنسیت شامل یک جفت پرایمر برای تکثیر ناحیه مورد نظر و مواد متداول واکنش زنجیره‌ای پلیمراز می‌باشد. از روش LCR می‌توان برای تشخیص بیماری سل استفاده نمود.Hedges, Dale J; Walker, Jerilyn A; Callinan, Pauline A; Shewale, Jaiprakash G; Sinha, Sudhir K; Batzer, Mark A (2003). "Mobile element-based assay for human gender determination". Analytical Biochemistry. 312 (1): 77–9. doi:10.1016/S0003-2697(02)00430-X. PMID 12479838O'Connor, T M (1 November 2000). "The ligase chain reaction as a primary screening tool for the detection of culture positive tuberculosis". Thorax. 55 (11): 955–957. doi:10.1136/thorax.55.11.955. PMC 1745641. PMID 11050266 در این روش محصول تولید شده از طریق یک تکنیک خاص ایمونو به نام microparticle enzyme immunoassay (MEIA) شناسایی می‌شود.

 جستارهای وابسته 
 دی‌ان‌ای پلیمراز
 زیست‌شناسی مولکولی

 منابع 

رده:تکنیک‌های آزمایشگاهی
رده:تکنیک‌های ژن‌شناسی
رده:دی‌ان‌ای
رده:زیست‌شناسی مولکولی
رده:زیست‌فناوری
رده:فنون زیست‌شناسی مولکولی
رده:واکنش زنجیره پلیمراز