Markerové molekuly, tiež známe ako molekulárne markery alebo genetické markery, sa používajú na označenie polohy konkrétneho skúmaného génu alebo na upozornenie na dedičnosť charakteristiky. Ukázali sa ako nevyhnutný nástroj pre genetikov a našli základné uplatnenie v genetickom inžinierstve, testoch otcovstva a identifikácii smrteľných chorôb.
Definícia markerovej molekuly
Molekulárne markery sú fragmenty DNA, ktoré sú spojené s konkrétnou oblasťou genómu. Markerové molekuly môžu mať formu krátkych sekvencií DNA, ako napríklad sekvencie obklopujúce jeden nukleotidový polymorfizmus, kde nastáva zmena jedného páru báz. Môžu tiež mať formu dlhších sekvencií DNA, napríklad mikrosatelitov, ktoré sú dlhé 10 až 60 párov báz.
Triedy molekulárnych markerov
Polymorfizmy s dĺžkou restrikčných fragmentov sú markerové molekuly, ktoré sa používajú na sledovanie konkrétnej sekvencie DNA pri jej prechode medzi bunkami. Je to jeden z najbežnejších typov molekulárnych markerov a je založený na hybridizácii klonovanej DNA s fragmentmi DNA. Sú špecifické pre jeden klon alebo kombináciu reštrikčných enzýmov. Náhodne amplifikované polymorfné molekulárne markery DNA sa všeobecne používajú pri šľachtení rastlín a sú založené na klonovaní génov polymérnej reťazovej reakcie na náhodných miestach genómu rastlín. Izozýmové molekulárne markery sa používajú na označenie proteínov. Sú určené na identifikáciu enzýmov, ktoré sa líšia v aminokyselinových sekvenciách, ale katalyzujú rovnakú aminokyselinovú reakciu.
Použitie markerových molekúl
Molekulárne markery používajú genetici na skúmanie vzťahu medzi dedičnými chorobami a ich príčinami. Môžu naznačovať lokalizáciu špecifickej mutácie génu, ktorá môže viesť k poškodeniu proteínu, a boli použité na identifikáciu takých chorôb, ako je kosáčikovitá anémia a Huntingtonova choroba. Molekulárne markery môžu mať tiež poľnohospodárske využitie, napríklad pri šľachtení pomocou asistovaných markerov, v testy otcovstva a pri identifikácii odrody rastlín identifikáciou identity, čistoty a stabilita.
Genetické inžinierstvo
Molekulárne markery sa používajú v genetickom inžinierstve na označenie miesta, kde boli chybné mutované proteíny nahradené správne fungujúcimi. To sa uskutoční nahradením poškodenej sekvencie DNA rovnakou, ale správne fungujúcou sekvenciou transplantovanou odkiaľkoľvek. Menej ako 1 percento buniek všeobecne absorbuje vektor, takže molekulárny marker je nevyhnutný na rozlíšenie buniek, ktoré boli transformované.