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

Хрупкий балтийский берег Хрупкий балтийский берег

Как жители Балтики отвоевывают у моря родные берега

Вокруг света
Как рост влияет на нашу личную и профессиональную жизнь? Спойлер: очень сильно! Как рост влияет на нашу личную и профессиональную жизнь? Спойлер: очень сильно!

Какой рост предпочтительнее — высокий или низкий?

Cosmopolitan
Полетели Полетели

Инновационный центр «Бирюч» представил новый проект беспилотного аэротакси

Популярная механика
Свежая юмористическая фантастика: 3 яркие книги, на которые стоит обратить внимание Свежая юмористическая фантастика: 3 яркие книги, на которые стоит обратить внимание

Сегодня мы хотим рассказать вам про три очень забавные серии фантастических книг

Популярная механика
Солнце меняет климат Солнце меняет климат

Почему климат на Земле так стремительно меняется

Наука и жизнь
Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле

Натяжение струны между кварком и антикварком уменьшается при магнитном поле

N+1
Основатель Promobot Олег Кивокурцев — Forbes: «Любите, пожалуйста, деньги» Основатель Promobot Олег Кивокурцев — Forbes: «Любите, пожалуйста, деньги»

сооснователь компании Promobot — из чего сделаны российские роботы

Forbes
Правило 9 дел: полезная фишка, которая поможет тебе увеличить время в сутках Правило 9 дел: полезная фишка, которая поможет тебе увеличить время в сутках

Как правильно распределить нагрузку и выполнить все цели, поставленные на день

Cosmopolitan
Как сохранить брак после измены? Мнение психолога и примеры звезд Как сохранить брак после измены? Мнение психолога и примеры звезд

Кто-то из вас спросит: "Зачем сохранять брак, если вторая половина изменила?"

Cosmopolitan
История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел

Сто лет назад мир услышал о замечательном материале – нержавеющей стали

Популярная механика
Счастье своими руками. 3 простых шага и 4 полезные техники Счастье своими руками. 3 простых шага и 4 полезные техники

Ты и без помощи психологов и коучей можешь добиться желаемого

Лиза
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
Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам

На что стоит обращать внимание инвесторам во время геополитической напряженности

Forbes
План такой: 7 привычек, которые стоит приобрести, если собираешься забеременеть План такой: 7 привычек, которые стоит приобрести, если собираешься забеременеть

Как не превратить планирование беременности в тяжелый путь с испытаниями

Cosmopolitan
Как раз и навсегда убрать дряблый и выпирающий живот после родов — способ есть! Как раз и навсегда убрать дряблый и выпирающий живот после родов — способ есть!

Способы избавиться от выпирающего животика после родов

Cosmopolitan
Физики обнаружили гравитационный эффект Ааронова—Бома Физики обнаружили гравитационный эффект Ааронова—Бома

Что помог понять физикам эффект Ааронова—Бома?

N+1
Новое исследование показало, что лекарство от рака Новое исследование показало, что лекарство от рака

Препарат от рака может "вытолкнуть" ВИЧ, оставив вирус открытым для атаки

Популярная механика
Немарковский теплообмен с резервуаром объяснил эффект Мпембы Немарковский теплообмен с резервуаром объяснил эффект Мпембы

Эффект Мпембы возникает из-за немарковского взаимодействия системы с резервуаром

N+1
Доктор, мгновенно клейте кожу! Доктор, мгновенно клейте кожу!

Медицинский клей, способный остановить даже серьёзное кровотечение за 20 секунд

Здоровье
Остатки дипломатии: как Москва и Вашингтон борются с «русскими хакерами» Остатки дипломатии: как Москва и Вашингтон борются с «русскими хакерами»

США и Россия могут совместно бороться с цифровыми угрозами

Forbes
10 практик, чтобы почувствовать себя лучше в новом году 10 практик, чтобы почувствовать себя лучше в новом году

Как начать лучше относиться к себе и правильно снимать стресс?

РБК
Неудачи останавливают лузеров: почему приговор Элизабет Холмс — угроза для визионеров Неудачи останавливают лузеров: почему приговор Элизабет Холмс — угроза для визионеров

Почему предприниматели, которые двигают прогресс, могут попасть за решетку

Forbes
Владимир Евсеев Владимир Евсеев

На счету Владимира Васильевича Евсеева 18 экспедиций в Арктику и Антарктику

Собака.ru
Топ-12 сериалов 2021 года, которые ты могла пропустить Топ-12 сериалов 2021 года, которые ты могла пропустить

Мейр из Исстауна, Белый лотос и другие сериалы 2021, которые нельзя пропустить

Cosmopolitan
Секреты красоты Кейт Миддлтон: фитнес-клуб принцессы Дианы и трюки с диетами Секреты красоты Кейт Миддлтон: фитнес-клуб принцессы Дианы и трюки с диетами

Как Кейт Миддлтон удается выглядеть так великолепно?

Cosmopolitan
Дыры в картине мира: откуда берутся самые странные объекты Вселенной Дыры в картине мира: откуда берутся самые странные объекты Вселенной

Откуда берутся загадочные черные дыры и как астрономы их обнаруживают

Naked Science
Секреты легкого пара Секреты легкого пара

Какие правила соблюдать, чтобы получить максимум пользы от парения в бане?

Домашний Очаг
Диоксид олова помог сделать эффективные перовскитные солнечные элементы Диоксид олова помог сделать эффективные перовскитные солнечные элементы

Скорость нежелательной безызлучательной рекомбинации снизилась на 80 процентов

N+1
Мэри Поппинс была права: как скрасить надоевшую рутину маленькими удовольствиями Мэри Поппинс была права: как скрасить надоевшую рутину маленькими удовольствиями

Как увязать пользу с искушением и удовольствием, используя совет Мэри Поппинс

Forbes
Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет

Новый беспилотник позволит исследовать структуру пограничного слоя атмосферы

Популярная механика
Открыть в приложении