Какво е маркерна молекула?

Маркерни молекули, известни също като молекулярни маркери или генетични маркери, се използват за маркиране на позицията на конкретен разследван ген или за насочване на вниманието към наследяването на характеристика. Те се оказаха основен инструмент за генетиците и намериха основни приложения в генното инженерство, тестовете за бащинство и идентифицирането на смъртоносни заболявания.

Молекулярните маркери са фрагменти от ДНК, които са свързани с определен регион на генома. Маркерните молекули могат да приемат формата на къси ДНК последователности, като например последователност, обграждаща единичен нуклеотиден полиморфизъм, където се случва промяна на една двойка база. Те също могат да приемат формата на по-дълги ДНК последователности, като микросателити, които са с дължина от 10 до 60 базови двойки.

Полиморфизмите с дължина на рестрикционните фрагменти са молекули-маркери, които се използват, за да следват определена ДНК последователност, докато тя преминава между клетките. Той е един от най-често срещаните видове молекулярни маркери и се основава на хибридизацията на клонирана ДНК с ДНК фрагменти. Те са специфични за единична комбинация от клонинг или рестрикционен ензим. Случайно амплифицирани полиморфни ДНК молекулярни маркери обикновено се използват в размножаването на растения и се основават на клониране на ген на полимерна верижна реакция на случайни местоположения на генома на растенията. Изозимните молекулярни маркери се използват за маркиране на протеини. Те са предназначени да идентифицират ензими, които се различават в аминокиселинните последователности, но катализират същата аминокиселинна реакция.

Молекулярните маркери се използват от генетиците за изследване на връзката между наследствените заболявания и техните причини. Те могат да посочат местоположението на специфична мутация на ген, която може да доведе до нарушен протеин и са били използвани за идентифициране на такива заболявания като сърповидно-клетъчна анемия и болест на Хънтингтън. Молекулярните маркери също могат да имат селскостопанско приложение, като например при развъждане с помощта на маркери, през тестове за бащинство и при идентифициране на сортовете растения, чрез идентифициране на идентичността, чистотата на растението и стабилност.

Молекулярните маркери се използват в генното инженерство, за да маркират мястото, където дефектни, мутирали протеини са заменени с правилно функциониращи. Това се извършва чрез заместване на повредената ДНК последователност с идентична, но правилно функционираща последователност, трансплантирана от другаде. По-малко от 1% от клетките обикновено поемат вектора, така че молекулярният маркер е от съществено значение за разграничаване на клетките, които са били трансформирани.