И само наличие ДНК, и её количество можно определить с помощью ПЦР

Наука и жизньНаука

Цифровой эталон для подсчёта ДНК

Анна Петренко, Кирилл Стасевич

Комплекс оборудования для измерения числа копий последовательности ДНК методом капельной цифровой ПЦР. За стеной проходит процесс пробоподготовки.

Метр и килограмм — эти метрические единицы знают все. Их международные стандарты, на которые равняются при любых измерениях, начали разрабатывать вскоре после принятия в Париже 20 мая 1875 года международной Метрической конвенции. Для отслеживания стандартизации метрических единиц было учреждено Международное бюро мер и весов, которое работает под контролем Международного комитета мер и весов.

После стандартизации метра и килограмма появились эталоны других величин, которые используются для описания окружающего мира. В 1927 году были созданы эталоны измерения электричества, в 1937-м — эталоны измерения в фотометрии и радиометрии, в 1960-м — ионизирующих излучений, в 1984-м — измерений с помощью лазеров, в 1988-м — времени, в 2000-м — химических величин.

Эталон — средство (или комплекс средств) измерений, обеспечивающее воспроизведение и хранение единицы физической величины для передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. По метрологическому назначению эталоны делятся на первичные, вторичные и специальные. Первичный эталон служит для воспроизведения единицы с наивысшей в стране точностью. Вторичные эталоны создаются для организации поверочных работ и обеспечения сохранности первичного эталона. Специальный эталон служит для воспроизведения единицы в особых условиях, при которых первичный эталон не может быть использован.

Долгое время многие единицы измерения, используемые в биологии, не попадали в поле зрения Бюро. Однако начавшееся в 1980—1990-х годах взрывное развитие генной инженерии и методов генетического анализа показало, что без эталонов измерения различных биологических параметров дальше обходиться нельзя — например, стал крайне необходим эталон измерения количества нуклеиновых кислот. Поэтому в последней, девятой, Брошюре системы SI 2019 года есть пункт (2.3.5) «Единицы величин, описывающих биологические и физиологические явления»*.

* См. https://www.vniim.ru/files/SI-2019.pdf

Ища какую-нибудь ДНК, например, в медицинском анализе, нужно знать не только, есть ли она там в принципе, но и сколько её там. То есть требуется не масса ДНК (потому что масса указывает на ДНК вообще, на любую ДНК с любой последовательностью нуклеотидов), а количество копий конкретной — искомой — последовательности ДНК, например, последовательности, кодирующей белок какого-нибудь вируса. Метрическая единица должна указывать концентрацию такой ДНК и выражаться в количестве копий на микролитр (µl), а эталон этой единицы — фиксированное количество копий последовательности ДНК в определённом объёме.

И само наличие ДНК, и её количество можно определить с помощью ПЦР, или полимеразной цепной реакции. Реакция полимеразная, потому что её выполняет фермент ДНК-полимераза, цепная — потому что число копий растёт лавинообразно, каждая появившаяся копия служит шаблоном для синтеза следующей. Её суть в том, что за короткое время у исследователей появляется огромное количество копий интересующей их ДНК-последовательности. Если нужной ДНК в образце нет, реакция не пойдёт. Но если есть, в растворе будут появляться всё новые и новые копии, и даже если изначально ДНК было очень и очень мало, то в конце концов её появится столько, что она, образно говоря, станет видимой.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Маэстро механики Маэстро механики

Самоучка-часовщик, который идет наперекор правилам и создает драконов и фей

Вокруг света
15 великих сцен из сериала «Клан Сопрано» 15 великих сцен из сериала «Клан Сопрано»

Культовому сериалу «Клан Сопрано» в 2022 году исполнилось 23 года

Правила жизни
Новое чувство астрофизики Новое чувство астрофизики

Миссия LISA станет самым большим научным инструментом в истории человечества

Популярная механика
Все умрут, а я продамся: как выглядит успешный и провальный продакт-плейсмент в кино Все умрут, а я продамся: как выглядит успешный и провальный продакт-плейсмент в кино

Как работает скрытая реклама в кино?

Esquire
Сокровище среднерусских пещер Сокровище среднерусских пещер

Самый заметный, интересный и притягательный мох — схистостега перистая

Наука и жизнь
Художник на все времена Художник на все времена

На выставку «Михаил Врубель» я пришла в один из первых дней её работы

Наука и жизнь
Почему выпадают волосы и как вернуть объем прическе Почему выпадают волосы и как вернуть объем прическе

Волосы стали выпадать сильнее? Для этого наверняка есть причины

VOICE
Владимир Маяковский Владимир Маяковский

Правила жизни поэта Владимира Маяковского

Esquire
Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт

Как технологии трансформируют спортивную индустрию и меняют пользователей

Популярная механика
Куда расти RUSSPASS: новые возможности для туристов в России Куда расти RUSSPASS: новые возможности для туристов в России

Как новые технические B2B-решения и коллаборации работают на благо туриста?

Forbes
Море за спиной. Три рассказа Елены Панделис Море за спиной. Три рассказа Елены Панделис

Рассказы Елены Панделис указывают на таинственную дверь в другой, особый мир

СНОБ
Спонтанное нарушение поляризационной симметрии обнаружили для непрерывных лазеров Спонтанное нарушение поляризационной симметрии обнаружили для непрерывных лазеров

Эффект, который может быть полезен для оптического управления поляризацией

N+1
«Трагедия Макбета»: шекспировский хоррор «Трагедия Макбета»: шекспировский хоррор

«Трагедия Макбета» Джоэла Коэна — призрачная, сумрачная верность первоисточнику

GQ
Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии

Самые важные события прошедшего года в физических и астрономических областях

Наука и жизнь
Правильный развод: как составить брачный договор и есть ли ему альтернативы Правильный развод: как составить брачный договор и есть ли ему альтернативы

Какие правила нужно знать при его оформлении брачного договора?

Forbes
20 советов от мужской кухни 20 советов от мужской кухни

Ознакомься с этими советами – и получи доступ к вкусной и дешевой еде навсегда

Maxim
Макуаитль: стеклянное оружие индейцев, которое приводило конкистадоров в ужас Макуаитль: стеклянное оружие индейцев, которое приводило конкистадоров в ужас

Макуаитль — что это за оружие индейцев и чем оно так пугало испанцев?

Популярная механика
Доисторическая симфония: как «разговаривали» динозавры Доисторическая симфония: как «разговаривали» динозавры

Как ученые пытаются реконструировать голос динозавров?

Популярная механика
«Обалдение полное» «Обалдение полное»

Какими увидели красноармейцев русские эмигранты в Эстонии?

Дилетант
Магниты, которые никогда не притянутся (и другие штуки Брюса Грея) Магниты, которые никогда не притянутся (и другие штуки Брюса Грея)

Брюс Грей может сделать все что угодно

Популярная механика
Как выглядели бы звезды, если бы «сменили» цвет глаз — эксперимент VOICE Как выглядели бы звезды, если бы «сменили» цвет глаз — эксперимент VOICE

Цвет глаз кардинально меняет весь внешний вид человека, верно?

VOICE
Топ-5 игрушек для пар: секс-блогер Митя рассказывает о лучших девайсах в постели Топ-5 игрушек для пар: секс-блогер Митя рассказывает о лучших девайсах в постели

Секс-игрушки — чтобы эмоции стали ярче, а секс горячее.

Playboy
5 причин все же посмотреть «Этерна: Часть первая» 5 причин все же посмотреть «Этерна: Часть первая»

«Этерна: Часть первая» — какой получилась экранизация русского фэнтези

Maxim
Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми

На какие аспекты материнства стоит обратить внимание депутатам?

Forbes
Как узнать, что за девушка перед тобой, по напитку, который она заказала в баре? Отвечает бармен Как узнать, что за девушка перед тобой, по напитку, который она заказала в баре? Отвечает бармен

Женщины и коктейли, которые они выбирают

Maxim
«Люди больше не хотят гибкого расписания — они хотят полностью контролировать своё время» «Люди больше не хотят гибкого расписания — они хотят полностью контролировать своё время»

Эксперимент Best Buy: офисные сотрудники сами выбирали где и сколько работать

VC.RU
Теона Контридзе: «Свободный человек сам отвечает за всё в своей жизни – и за хорошее, и за плохое» Теона Контридзе: «Свободный человек сам отвечает за всё в своей жизни – и за хорошее, и за плохое»

Теона Контридзе рассказала о детстве, нелюбви к спорту и пищевых привычках

Здоровье
Почему не стоит брать смартфон с 1 или 2 Гбайт оперативной памяти? Почему не стоит брать смартфон с 1 или 2 Гбайт оперативной памяти?

Почему 1-2 Гбайт оперативки в телефоне — слишком мало?

CHIP
Антропология контекста Антропология контекста

Политика памяти и забвения в «Бабьем Яре» Сергея Лозницы

Weekend
11 знаменитых актеров и актрис, которых мы не видели молодыми 11 знаменитых актеров и актрис, которых мы не видели молодыми

Мы привыкли видеть их в обрамлении седин и морщин, а они тоже были молодыми!

Maxim
Открыть в приложении