Microchip Technology Vantagens e Desvantagens

JOAQUIM CARLOS FREIRE DA SILVA– RA: 231104-6

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA-APS

Técnica de Microarrays Vantagens e Desvantagens

Trabalho realizado para obtenção de nota em Atividade Prática Supervisionada, turma BI5/6P34, com ênfase na disciplina: Biologia Molecular, ministrada pelo Prof. André Willerding do curso Biomedicina da Universidade Paulista - UNIP.

Manaus

2013

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 04

O QUE É MICROARRAYS 05

USO DO MICROARRAYS DE DNA 05

IMPORTANCIA DO MICROARRAYS 06

VANTAGENS 07

DESVANTAGENS 08

CONCLUSÃO 08

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 10

1. INTRODUÇÃO

Microarranjo, é uma técnica experimental da Biologia Molecular que busca medir os níveis de expressão de transcritos em larga escala, ou seja, medindo muitos (em alguns casos todos os) transcritos simultaneamente. O termo microarranjo é uma tradução natural e aceita para o termo em inglês microarray pelo qual esta técnica é mais conhecida.

Apenas no século XX, com a descoberta da estrutura do DNA por Watson e Crick, nas primeiras três décadas após a compreensão da estrutura do DNA, o conhecimento a respeito de sua biologia cresceu fantasticamente. Dentro desse período, ficou conhecida a natureza química dos genes, como a informação genética era armazenada, como as células respondiam e como ela era transmitida de uma geração para outra.

A tecnologia de microarrays ainda tem suas desvantagens mas, em um futuro bastante próximo, será a referência para pesquisa, as metodologias de análise gênica, tanto individuais quanto em larga escala, fornecerão um acesso a informações sem precedentes para todas as áreas da biologia.

2. O QUE É MICROARRAYS

Microarrays é uma lamina de vidro, onde seguimentos de fila unica, denominados de sondas, sao ordenadas e fixados de forma ordenadas, em uma area especifica chamada de celula de sonda. Na lamina, cada celula de sonda contem milhoes de copias de um determinado transcrito, ou um segmento genico em particular, que pode posteriormente ser identificada.

3. USO DE MICROARRAYS DE DNA

Um DNA microarray, ou DNA-chip, consiste num arranjo pré-definido de moléculas de DNA (fragmentos de DNA genômico, cDNAs ou oligonucleotídeos) quimicamente ligadas à uma superfície sólida, usualmente lâminas de microscópio revestidas com compostos que conferem carga positiva. Os microarrays também podem ser preparados em membranas de nylon positivamente carregadas. (Bensen, R.J et al, 1995).

Os microarrays são utilizados na detecção e quantificação de ácidos nucleicos (RNAm na forma de cDNA ou DNA genômico) provenientes de amostras biológicas, as quais são postas para hibridar com o DNA fixado no array (hibridação por complementariedade de bases). A detecção é possível pois as amostras são "marcadas" com fluorocromos cianina 3 (Cy3) ou cianina 5 (Cy5) quando utiliza-se microarrays em vidro ou com o isótopo 33-P quando os arrays são preparados em membranas de nylon. (Federoff, N.V.; Furtek, D.B.; Nelson, O.E. (1984).

Para ambos os casos se faz necessário a geração de uma imagem de hibridação, que é obtida por meio de leitores (scanners) a laser (para os fluorocromos) ou leitores de fósforo (para o isótopo 33-P). O uso mais freqüente dos microarrays é na determinação da expressão gênica (perfil do transcriptoma). A alta performance desta técnica é que pode-se determinar a expressão diferencial de milhares de genes num único experimento. Para a preparação dos microarrays, utilizam-se robôs altamente precisos que aplicam as diferentes amostras de DNA em diminutos pontos (spots) no centro de uma lâmina de microscópio com a superfície quimicamente preparada (densidade aproximada de 10.000 pontos/cm2). (Newton Portilho Carneiro, Ph.D. Biologia Molecular, Desvendando o Código Genético, 2000)

Nota-se que cada ponto representará um segmento gênico em particular. Quanto mais pontos no microarray, mais abrangente ele será na análise do trancriptoma. Também são preparados oligo-microarrays pela tecnologia de síntese in-situ (mais apropriadamente referidos como DNA-chips). Neste caso, os oligonucleotídeos são sintetizados na própria lâmina numa densidade de 30-50.000 pontos/cm2.

4. IMPORTANCIA DO MICROARRAYS

A tecnologia dos microarrays tem impulsionado de maneira importante a pesquisa de genômica funcional dos diferentes organismos, desde bactérias até o homem, incluindo situações normais e patológicas (câncer, doenças autoimunes, doenças degenerativas entre outras).

Tecnologias de micro-arranjos permitem a quantificação de transcritos cobrindo genomas completos. Tal tecnologia pode ser usada por biólogos ou médicos em determinados experimentos com o intuito de observar quais genes têm seus níveis de transcrição modificados em determinadas condições biológicas. Entre tais experimentos, temos a comparação da transcrição de células cancerígenas com células saudáveis de um dado paciente; a medição da modificação da transcrição em relação ao tempo em células transcrevendo processos como o ciclo celular, desenvolvimento, respostas a tratamentos externos ou a modificações no ambiente. Com tais informações é possível caracterizar quais genes estão ativos (ou inativos) em um determinado processo biológico de uma forma rápida e barata. A análise de tais dados com ferramentas computacionais e estatísticas permite identificar genes de interesse no processo biológico em questão. Com tais resultados é possível a realização de experimentos