デオキシリボヌクレオチド三リン酸 (dNTP) の重要なコンポーネントです ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR). dNTP は、DNA 複製の発生を可能にする構成要素として機能します。. その間 PCR, dNTP はターゲット DNA 配列の増幅を可能にします. dNTP とは何か、そしてその機能を理解することが PCR を理解する鍵となります.
dNTPは何の略ですか?
dNTPはデオキシリボヌクレオチド三リン酸の略です. デオキシリボヌクレオチドは DNA を構成するモノマーです. 各デオキシリボヌクレオチドは次のもので構成されています。:
- 窒素塩基: アデニン (あ), チミン (T), シトシン (C), またはグアニン (G).
- デオキシリボース糖分子.
- 三リン酸基.
「デオキシ」’ 接頭辞は、糖成分がリボースではなくデオキシリボースであることを示します. デオキシリボースは 2 番目の酸素原子を欠いています。′ 炭素.
三リン酸塩とは、5つのリン酸塩に結合した3つのリン酸塩を指します。′ 砂糖の炭素. 3 つのリン酸基を持つ dNTP は高エネルギー分子になります.
dNTPの種類は何種類ありますか?
4 つの異なる dNTP があります, DNA 塩基ごとに 1 つ:
- dATP – デオキシアデノシン三リン酸
- dTTP –デオキシチミジン三リン酸
- dCTP –デオキシシチジン三リン酸
- dGTP –デオキシグアノシン三リン酸
これら 4 つの dNTP は、新しい DNA 鎖を合成するために必要な基本的な構成要素です。.
生物学における dNTP とは?
生物学において, dNTP は DNA 複製と PCR において中心的な役割を果たします:
DNA複製
細胞内での DNA 複製中, dNTP は合成される際に新しい DNA 鎖に組み込まれます. 二本鎖 DNA らせんがほどけて 2 本の一本鎖に分かれる. 各鎖は、新たに作られる相補鎖の鋳型として機能します。.
DNA ポリメラーゼは、テンプレート鎖に相補的な dNTP を追加します。, 塩基対形成による結合. 塩基がペアになると, dNTP の糖リン酸骨格は互いに結合しています。.
これは、両方の新しい鎖が元の DNA 分子の完全なコピーになるまで続きます。. dNTP は、新しい DNA 鎖を構築するために必要なコンポーネントを提供します。.
ポリメラーゼ連鎖反応
PCRにおいて, dNTP は DNA 複製時と同じ機能を実行します。. PCR は試験管内で細胞の DNA 複製を模倣します. 加熱と冷却のサイクルを使用して、ターゲット DNA 配列が繰り返しコピーされます。.
それぞれのサイクルで, dNTP は DNA ポリメラーゼによって追加され、分離されたテンプレート鎖に相補的な新しい鎖を構築します。. これにより、ターゲット領域が指数関数的に増幅されます。. dNTP により、DNA セグメントの数十億コピーの迅速な合成が可能になります。.
新しい DNA 鎖を重合させるための dNTP がなければ PCR は続行できません.
PCR における dNTP の仕組み?
dNTP は PCR 増幅を可能にする必須の試薬です. ここでは、PCR の各ステップで dNTP がどのように機能するかの概要を示します。:
変性
最初の変性ステップでは, 二本鎖DNAは94～98℃まで加熱されます。. 相補鎖間の水素結合が切れる, 2 つの一本鎖 DNA 分子を生成します。.
アニーリング
プライマーのアニーリングを可能にするために、反応温度を 50 ～ 65°C に下げます。. フォワードプライマーとリバースプライマーは、ターゲット DNA 領域に隣接する相補的配列に結合します。.
伸び・伸び
このステップでは, DNA ポリメラーゼは dNTP をプライマーに追加します, テンプレート鎖に相補的な新しい鎖を合成する. 温度は72℃まで上昇します, にとって理想的な温度 Taq ポリメラーゼ 酵素活性.
Taq ポリメラーゼは、dNTP を露出したテンプレート塩基と塩基対にします。. dNTP が追加されるたびに, ホスホジエステル結合が成長中の DNA 鎖との間に形成されます。.
これは、完全な相補配列が形成されるまで続きます。. その結果、標的領域を含む 2 つの新しい二本鎖 DNA コピーが生成されます。.
繰り返し
熱サイクルが繰り返される – 加熱してストランドを分離する, プライマーアニーリングのための冷却, dNTP を使用したポリメラーゼ媒介伸長.
各サイクルで DNA コピー数が 2 倍になります. 後 30-40 サイクル, ターゲットの何百万ものコピーが作成される.
各伸長段階で追加される dNTP により、指数関数的な増幅が可能になります。. dNTP なし, 新しい DNA 鎖を合成できなかった.
dNTP が PCR から除外されるとどうなるか?
dNTP は必須であり、PCR に必要です. dNTP が PCR マスターミックスに添加されていない場合, 反応は失敗するだろう.
dNTP なし, Taq ポリメラーゼにはプライマーに追加するヌクレオチドがありません. したがって, 新しい DNA 鎖の伸長は起こりません. ターゲットDNAはまったく増幅されません.
dNTP を省略すると、PCR が機能しないことを意味します, 期間. プライマーとテンプレート DNA のみが増幅されずに残ります。.
dNTP を欠くコントロール反応は、DNA 合成が dNTP に依存していることを確認するのに役立ちます。. でも普通は, dNTP を完全に省略すると、PCR 実験は自動的に失敗します。.
DNA シーケンスで ddNTP が使用される理由?
DNA配列決定反応において, ジデオキシヌクレオチドと呼ばれるわずかに修飾されたデオキシヌクレオチド (ddNTP) 使用されています. ddNTP は、3 つの表面に水素原子が含まれている点で異なります。′ 水酸基ではなく炭素.
この3′ 水素は次のホスホジエステル結合の形成を防ぎます. ddNTP が DNA ポリメラーゼによって取り込まれるとき, 鎖の伸長が終了する.
dNTP と ddNTP の比率を使用することにより, ランダム終了が発生する, さまざまな長さの DNA 断片を生成する. これらをサイズごとに分離して、元のシーケンスを再構築できます。.
ddNTP は、特定の塩基で合成を突然停止することで DNA の配列決定を可能にします。. 通常のdNTPとの比較, ddNTP には 3 つが欠けています′ 鎖の伸長を続けるために必要な水酸基.
PCR における一般的な dNTP 濃度はどれくらいですか?
PCR における標準 dNTP 濃度は通常、 200 各 dNTP の μM. これにより、dNTP と DNA テンプレートの最適な比率が得られ、効率的な増幅が可能になります。.
dNTP レベルが低すぎると、非特異的な増幅が発生し、収量が不十分になる可能性があります。. 高すぎると精度が低下し、非特異的な生成物が増加する可能性があります.
200 dNTPの場合はμM, 合計で 800 μM dNTP, ほとんどの PCR アプリケーションに適しています. 反応を最適化するために必要に応じて多かれ少なかれ使用できます.
長い PCR の場合, より高いdNTP濃度 (500-1000 μM) より長い DNA ターゲットを増幅する際の収量が向上する可能性があります.
4 つの dNTP をすべて同じ濃度で存在させることが重要です. バランスが崩れると反応が妨げられる可能性があります.
結論
dNTP は、PCR 増幅の発生を可能にするヌクレオチド構成要素です。. これらの成分には dATP が含まれます, dTTP, dCTP, とdGTP.
各 PCR サイクルで, dNTP は、Taq ポリメラーゼによって、テンプレート鎖に相補的な新しい DNA 鎖に組み込まれます。. これにより、標的 DNA 領域の指数関数的な倍増が可能になります。.
dNTP は PCR に必須の試薬です. dNTP なし, DNAポリメラーゼは標的配列の新しいコピーを合成できない. 増幅は 4 つすべての dNTP の存在に完全に依存します。.
dNTP の役割を理解すると、PCR がどのようにして数十億の DNA セグメントのコピーを数時間以内に生成するのかを理解することができます。. DNA複製のための基本的な基質を提供することにより, dNTP は、この不可欠な分子生物学技術の中核に位置します。.
