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

О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Архив крови, растения против гигантских черепах и сколько морщин на хоботе слона

Наука и жизнь
Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу

Результаты по измерению нейтральных осцилляций странного B-мезона

N+1
Защита двойного назначения Защита двойного назначения

Щит для стабилизации космических аппаратов

Санкт-Петербургский университет
Как завести виртуальную подругу в симмуляторе отношений, или во что превратился Тамагочи Как завести виртуальную подругу в симмуляторе отношений, или во что превратился Тамагочи

Как люди заводят себе виртуальных подруг в приложениях

Playboy
Этническое чудо Этническое чудо

Сингапур взял лучшее от западной культуры и построил у себя XXII век

Вокруг света
Исторические личности, которые были бы худшими друзьями на Facebook Исторические личности, которые были бы худшими друзьями на Facebook

Исторические личности, которые позорились бы в соцсетях

Maxim
Как питаться, чтобы не набрать вес за праздники, - объясняет нутрициолог Как питаться, чтобы не набрать вес за праздники, - объясняет нутрициолог

Даже тем, кто придерживается здорового питания, сложно отказаться от любимой еды

Cosmopolitan
Биядерный лантанидный комплекс оказался сильнейшим молекулярным магнитом Биядерный лантанидный комплекс оказался сильнейшим молекулярным магнитом

В металлорганическом соединении обнаружили связь между атомами двух лантанидов

N+1
5 невероятных историй, в которых замешаны гаджеты и очень большие деньги 5 невероятных историй, в которых замешаны гаджеты и очень большие деньги

О самых безумных сделках, эпических ошибках и нереально дорогих гаджетах

CHIP
5 ситуаций, когда кнопочный телефон практичнее смартфона 5 ситуаций, когда кнопочный телефон практичнее смартфона

Порой простой мобильный телефон гораздо лучше справится с задачей, чем смартфон

Популярная механика
Инки пожарили для ритуального пиршества батат и верблюжатину Инки пожарили для ритуального пиршества батат и верблюжатину

Основным источником мяса для ритуала инков оказались молодые самцы верблюдовых

N+1
Нереальные вечеринки Нереальные вечеринки

За что американцы и японцы полюбили «Zoom для тусовщиков»

Forbes
Царь-пушка №2: каким был колоссальный советский Царь-пушка №2: каким был колоссальный советский

Великая Отечественная началась для батареи ТМ-III-12 уже 22 июня

Популярная механика
Как рассказывать о бывших Как рассказывать о бывших

Стоит ли рассказывать о своих бывших?

GQ
«Не могу представить, что мне надоест»: инстамама Лерчик об удовольствии и работе «Не могу представить, что мне надоест»: инстамама Лерчик об удовольствии и работе

Блогер Валерия Чекалина — о работе, своем бренде и мотивации

Forbes
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
«Сейчас бы действовал более формально и через менеджеров»: основатель Xsolla — об уроках после массовых увольнений «Сейчас бы действовал более формально и через менеджеров»: основатель Xsolla — об уроках после массовых увольнений

В чем ошибся основатель Xsolla, обвиняя своих сотрудников в невовлеченности?

VC.RU
Мы сами Мы сами

Как петербуржцы оберегают природу в историческом центре

Собака.ru
Актеры, играющие одних и тех же персонажей из фильма в фильм Актеры, играющие одних и тех же персонажей из фильма в фильм

Те, кто из-за внешности или скромных возможностей не выходят из своего амплуа

Maxim
Перст судьбы Перст судьбы

Нейл-арт перекочевал из категории безвкусицы в разряд самых свежих трендов

Vogue
Мама, я знаю, мы все сошли с ума Мама, я знаю, мы все сошли с ума

Что толкает молодежь глубоко копаться в себе и к чему это приводит

Vogue
Электронное ночное зрение: как видеть в темноте Электронное ночное зрение: как видеть в темноте

Как электронно-оптические преобразователи позволяют видеть в кромешной темноте

Популярная механика
Кошмары на высоте: три американских небоскреба, с которыми что-то пошло не так Кошмары на высоте: три американских небоскреба, с которыми что-то пошло не так

Жизнь в этих небоскребах оказалась далека от обещаний застройщиков и риэлторов

Playboy
Скучают ли кошки, когда остаются одни? Вот что говорят ученые Скучают ли кошки, когда остаются одни? Вот что говорят ученые

Существует стереотип, что кошки отлично справляются с разлукой. Так ли это?

Cosmopolitan
На Русском подворье в Иерусалиме нашли 124 жертвы древней резни На Русском подворье в Иерусалиме нашли 124 жертвы древней резни

Не менее 124 человек стали жертвами резни, произошедшей в II—I веке до нашей эры

N+1
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
Как повлиял на мировую моду Андре Леон Телли Как повлиял на мировую моду Андре Леон Телли

Скончался один из самых колоритных персонажей в фешн-индустрии Андре Леон Телли

СНОБ
Хьюстон, у нас проблема: как понять, что отношения мешают тебе развиваться Хьюстон, у нас проблема: как понять, что отношения мешают тебе развиваться

Порой спутник жизни может серьезно тормозить личностный рост

Cosmopolitan
Под знаком весов Под знаком весов

Диляра Теляшева рассказывает, как семь лет сражалась с нервной анорексией

Tatler
Пандемия дала время на осмысление, и теперь правила диктуют соискатели: как изменилось отношение к смене работы на рынке Пандемия дала время на осмысление, и теперь правила диктуют соискатели: как изменилось отношение к смене работы на рынке

Нет смысла отрицать, что соискатели пользуются преимуществами нынешнего климата

VC.RU
Открыть в приложении