Markkerimolekyylejä, joita kutsutaan myös molekyylimarkkereiksi tai geneettisiksi markkereiksi, käytetään merkitsemään tutkittavan spesifisen geenin sijainti tai kiinnittämään huomiota ominaisuuden periytymiseen. Ne ovat osoittautuneet tärkeäksi välineeksi geenitieteilijöille ja löytäneet olennaisia sovelluksia geenitekniikassa, isyyskokeissa ja tappavien sairauksien tunnistamisessa.
Määritelmä markkerimolekyylistä
Molekyylimarkkerit ovat DNA-fragmentteja, jotka liittyvät tiettyyn genomin alueeseen. Markkerimolekyylit voivat olla lyhyiden DNA-sekvenssien, kuten yksittäistä nukleotidipolymorfiaa ympäröivän sekvenssin, muodossa, jossa tapahtuu yksi emäsparin muutos. Ne voivat olla myös pidempien DNA-sekvenssien, kuten mikrosatelliittien, muodossa, jotka ovat 10 - 60 emäsparia pitkiä.
Molekyylimarkkerin luokat
Rajoitusfragmentin pituuden polymorfismit ovat markkerimolekyylejä, joita käytetään tietyn DNA-sekvenssin seuraamiseen, kun se kulkee solujen välillä. Se on yksi yleisimmistä molekyylimarkkereista ja perustuu kloonatun DNA: n hybridisaatioon DNA-fragmentteihin. Ne ovat spesifisiä yhdelle kloonille tai restriktioentsyymiyhdistelmälle. Satunnaisesti monistettuja polymorfisia DNA-molekyylimarkkereita käytetään yleensä kasvinjalostuksessa ja ne perustuvat polymeeriketjureaktiogeenien kloonaukseen kasvien genomin satunnaisissa sijainneissa. Isotsyymimolekyylimarkkereita käytetään proteiinien merkitsemiseen. Ne on suunniteltu tunnistamaan entsyymit, jotka eroavat toisistaan aminohapposekvensseillä, mutta katalysoivat samaa aminohapporeaktiota.
Markerimolekyylien käyttö
Geneetikot käyttävät molekyylimarkkereita perinnöllisten sairauksien ja niiden syiden välisen suhteen tutkimiseen. Ne voivat osoittaa geenin spesifisen mutaation sijainnin, joka voi johtaa heikentyneeseen proteiiniin, ja niitä on käytetty sellaisten sairauksien tunnistamiseen kuin sirppisoluanemia ja Huntingtonin tauti. Molekyylimerkkeillä voi olla myös maatalouden sovelluksia, kuten merkkiaineistetussa jalostuksessa, isyyskokeet ja kasvilajikkeiden tunnistaminen tunnistamalla kasvin identiteetti, puhtaus ja vakaus.
Geenitekniikka
Molekyylimarkkereita käytetään geenitekniikassa merkitsemään a, jossa vialliset, mutatoituneet proteiinit on korvattu oikein toimivilla. Tämä suoritetaan korvaamalla vaurioitunut DNA-sekvenssi identtisellä mutta oikein toimivalla sekvenssillä, joka on siirretty muualta. Alle 1 prosentti soluista ottaa yleensä vektorin, joten molekyylimarkkeri on välttämätön transformoitujen solujen erottamiseksi.