2.6. Pecázás és szűrés - kiválasztás mintaillesztéssel

A pecázás (fishing) művelet neve nem véletlen, hiszen a hagyományos pecázással analóg műveletről van szó, csak most nem halat akarunk kifogni a tóból, hanem DNS molekulákat a levesből.

Legyenek egyszálú DNS láncaink a molekuláris levesben. Ha arra vagyunk kíváncsiak, hogy vannak-e benne adott célmolekulák. Ekkor elkészítjük a csali (probe) molekulát, a célmolekula komplementerláncát, és ezt „lógatjuk" a levesbe: ehhez az egyszálú csalihoz a levesből a célmolekulák tudnak hozzátapadni (hidrogénkötéssel, itt az angol annealingről van szó). Így kipecázhatjuk a megfelelő molekulákat. Gyakran nem a teljes molekulát, hanem csak annak egy részét használjuk célként, ennek megfelelően olyan molekulákat foghatunk ki, amelyek részszóként tartalmazzák az adott csali komplementerét, hiszen az adott célmolekulák a megfelelő részükkel hozzá tudnak tapadni a csalihoz. Mindemellett az is igaz, hogy hidrogénkötéssel pontosan azok a molekulák tudnak így a csalihoz tapadni, amelyek tartalmazzák a belógatott lánc komplementer sorozatát, vagyis tartalmazzák a kívánt bázissorrendű (cél) részt.

Általában nem pecabotot használunk ehhez a pecázáshoz, hanem pl. szűrőpapírt, ennek megfelelően szűrésnek nevezzük azt a műveletet, amelyben a célunk az oldatot két részre osztani oly módon, hogy az egyikbe olyan molekulák kerüljenek, melyek az adott rövid bázissorozatot tartalmazzák (mint részszót), a másikba pedig azok a molekulák amelyek nem tartalmazzák az adott célrészt.

Bár a művelet neve ez, manapság már fejlettebb módszerek vannak a leves ilyen típusú szétválasztásához, pl. mágnesesen aktivált csalival: Apró mágneses molekulákhoz (golyókhoz) kötjük a csalit, és így dobjuk a célmolekulákat is tartalmazó oldatba. Miután jól összeráztuk az oldatot, a célmolekulák a csalihoz ragadtak. Egy mágnest helyezve az oldatot tartalmazó lombik oldalához könnyen kiemelhetőek a kívánt molekulák. Egy másik módszerrel üvegcsőben sűrűn pakolt üveggolyókra teszik a csalikat. Amikor az oldatot átszűrik ezen az üvegcsövön, akkor a célmolekulák a csalihoz ragadhatnak.

Lássuk a következő példát.

2. Példa. Legyenek a levesben a következő egyszálú DNS molekulák (3'-től 5' irányban felírva):

{TTGCCTGGTT, AACCCTGTAT, TAGCCTGGAT, CCGCCTGGGG, TATAGACTATGG, TAGTAGCCTGAGAT}

Ekkor lássuk, hogy a (5'-től 3' irányban felírt)

CTAT

csalival mely molekulák szűrhetők ki a levesből.

Először is írjuk át a csalit 3'-től 5' irányba: TATC. Ezután vegyük minden egyes nukleinsav komplenterét: ATAG. Az eredeti 5'-től 3' irányultságú molekuláink közül azok tudnak e csalival összetapadni, amelyek részszóként tartalmazzák az ATAG láncot.

Egyetlen ilyen lánc van a levesben: az TATAGACTATGG molekulákat tudjuk kipecázni a levesből.

7. Feladat. Legyen adott az oldatunk, amiben a következő molekulák fordulnak elő:

{TATAGACTATCC, TATAGATATCC, TTAGACCGG, TATAGACCGGTAT, TCGGTAGATGGA, ATCCGGAGATATGG, TTTTCCAGACTTGG, ATGATCCGGAGA, GATATGCGTCCGGTAGG}

Adja meg azokat a molekulákat, amiket

csalival „ki lehet fogni". (A feladatban leírt minden lánc 5'-től 3' irányba értendő.)

Amint látni fogjuk pl. a 4. fejezetben a szűrés műveleten alapul többféle elterjedt DNS segítségével történő feladatmegoldás, DNS algoritmus is.