Markerske molekule, znane tudi kot molekularni markerji ali genetski markerji, se uporabljajo za označevanje položaja določenega gena v preiskavi ali opozarjanje na dedovanje značilnosti. Izkazali so se kot bistveno orodje za genetike in našli so bistveno uporabo v genskem inženiringu, testih očetovstva in prepoznavanju smrtonosnih bolezni.
Opredelitev označevalne molekule
Molekularni markerji so fragmenti DNA, ki so povezani z določeno regijo genoma. Markerske molekule so lahko v obliki kratkih zaporedij DNA, na primer zaporedja, ki obdaja en sam nukleotidni polimorfizem, kjer pride do spremembe enega baznega para. Lahko so tudi v obliki daljših zaporedij DNA, na primer mikrosatelitov, ki so dolgi od 10 do 60 baznih parov.
Razredi molekularnega markerja
Polimorfizmi dolžine restrikcijskih fragmentov so markerske molekule, ki se uporabljajo za sledenje določenemu zaporedju DNA, ko prehaja med celicami. Je ena najpogostejših vrst molekularnih markerjev in temelji na hibridizaciji klonirane DNA v fragmente DNA. Značilni so za posamezno kombinacijo klonov ali restrikcijskih encimov. Naključno pomnoženi polimorfni molekularni markerji DNA se običajno uporabljajo v vzreji rastlin in temeljijo na kloniranju polimernih verižnih reakcij genov naključnih lokacij rastlinskega genoma. Izocimski molekularni markerji se uporabljajo za označevanje beljakovin. Namenjeni so prepoznavanju encimov, ki se razlikujejo po aminokislinskih zaporedjih, vendar katalizirajo isto aminokislinsko reakcijo.
Uporaba marker molekul
Genetiki z molekularnimi markerji preučujejo povezavo med dednimi boleznimi in njihovimi vzroki. Lahko označijo lokacijo specifične mutacije gena, ki lahko povzroči oslabljene beljakovine, in so bile uporabljene za prepoznavanje bolezni, kot sta srpastocelična anemija in Huntingtonova bolezen. Molekularni markerji imajo lahko tudi kmetijsko uporabo, na primer pri vzreji s pomočjo markerjev, v Ljubljani preskusov očetovstva in identifikacije rastlinskih sort z identifikacijo rastlinske identitete, čistosti in stabilnost.
Genski inženiring
Molekularni markerji se v genskem inženiringu uporabljajo za označevanje mesta, kjer so okvarjene, mutirane beljakovine zamenjali pravilno delujoči. To se izvede z zamenjavo poškodovanega zaporedja DNA z enakim, a pravilno delujočim zaporedjem, presajenim od drugod. Manj kot 1 odstotek celic običajno prevzame vektor, zato je molekularni marker bistven za razlikovanje celic, ki so bile transformirane.