Pulsed field gel electrophoresis is

Pulsed field gel electrophoresis is a technique used for the separation of large deoxyribonucleic acid (DNA) molecules by applying to a gel matrix an electric field that periodically changes direction.

A microbiologist runs a pulsed-field gel electrophoresis test used in bacterial typing
Contents [hide]
1 Historical background
2 Procedure
3 Theory
4 Applications
5 External links
6 References


Historical background[edit]

Standard gel electrophoresis techniques for separation of DNA molecules provided huge advantages for molecular biology research. However, it was unable to separate very large molecules of DNA effectively. DNA molecules larger than 15-20kb migrating through a gel will essentially move together in a size-independent manner. At Columbia University in 1984, David C. Schwartz and Charles Cantor developed a variation on the standard protocol by introducing an alternating voltage gradient to improve the resolution of larger molecules. [1] This technique became known as pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). The development of PFGE expanded the range of resolution for DNA fragments by as much as two orders of magnitude.
Procedure[edit]

Cluster analysis in BioNumerics of the enteroaggregative Escherichia coli strains from the pulsed-field gel electrophoresis fingerprinting

The procedure for this technique is relatively similar to performing a standard gel electrophoresis except that instead of constantly running the voltage in one direction, the voltage is periodically switched among three directions; one that runs through the central axis of the gel and two that run at an angle of 60 degrees either side. The pulse times are equal for each direction resulting in a net forward migration of the DNA. For extremely large bands (up to around 2Mb), switching-interval ramps can be used that increases the pulse time for each direction over the course of a number of hours—take, for instance, increasing the pulse linearly from 10 seconds at 0 hours to 60 seconds at 18 hours.

This procedure takes longer than normal gel electrophoresis due to the size of the fragments being resolved and the fact that the DNA does not move in a straight line through the gel.
Theory[edit]

While in general small fragments can find their way through the gel matrix more easily than large DNA fragments, a threshold length exists above 30–50 kb where all large fragments will run at the same rate, and appear in a gel as a single large diffuse band.

However, with periodic changing of field direction, the various lengths of DNA react to the change at differing rates. That is, larger pieces of DNA will be slower to realign their charge when field direction is changed, while smaller pieces will be quicker. Over the course of time with the consistent changing of directions, each band will begin to separate more and more even at very large lengths. Thus separation of very large DNA pieces using PFGE is made possible.
Applications[edit]

PFGE may be used for genotyping or genetic fingerprinting. It is commonly considered a gold standard in epidemiological studies of pathogenic organisms. Subtyping has made it easier to discriminate among strains of Listeria monocytogenes and thus to link environmental or food isolates with clinical infections.

Kết quả (Việt) 1:

Xung trường gel điện là một kỹ thuật được sử dụng cho sự chia tách của các phân tử lớn deoxyribonucleic acid (DNA) bằng cách áp dụng cho một ma trận gel một điện trường theo định kỳ thay đổi hướng. Một nhà vi sinh học chạy một thử nghiệm điện trường pulsed gel được sử dụng trong cách gõ do vi khuẩnNội dung [ẩn] 1 bối cảnh lịch sử2 thủ tục3 lý thuyết4 ứng dụng5 liên kết ngoài6 tham khảoLịch sử nền [sửa]Kỹ thuật điện tiêu chuẩn gel cho ly thân của các phân tử DNA cung cấp lợi thế rất lớn cho nghiên cứu sinh học phân tử. Tuy nhiên, nó đã không thể để tách các phân tử rất lớn của DNA có hiệu quả. Phân tử DNA lớn hơn 15-20kb di cư thông qua một gel sẽ về cơ bản di chuyển cùng nhau trong một cách độc lập kích thước. Tại Đại học Columbia năm 1984, David C. Schwartz và Charles Cantor phát triển một biến thể trên giao thức tiêu chuẩn bằng cách giới thiệu một gradient áp xen kẽ để cải thiện độ phân giải của các phân tử lớn hơn. Kỹ thuật này được gọi là lĩnh vực xung gel điện (PFGE). Sự phát triển của PFGE mở rộng phạm vi của các độ phân giải cho DNA mảnh bởi nhiều như hai đơn đặt hàng của các cường độ.Thủ tục [sửa] Cụm sao phân tích trong BioNumerics của enteroaggregative Escherichia coli chủng từ lĩnh vực xung gel điện fingerprintingThủ tục kỹ thuật này là tương đối tương tự để thực hiện một điện tiêu chuẩn gel trừ là thay vì liên tục chạy điện áp theo một hướng, điện áp định kỳ chuyển giữa ba hướng dẫn; một chạy qua trục trung tâm của gel và hai chạy ở một góc 60 độ ở hai bên. Thời gian xung được bình đẳng cho mỗi hướng dẫn đến một di chuyển về phía trước net của DNA. Cho các ban nhạc rất lớn (lên đến khoảng 2 Mb), chuyển đổi khoảng dốc có thể được sử dụng làm tăng thời gian xung cho mỗi hướng trong quá trình một số giờ — đi, ví dụ, tăng nhịp tim tuyến tính từ 10 giây lúc 0 giờ đến 60 giây lúc 18 giờ.Thủ tục này mất nhiều thời gian hơn bình thường gel điện do kích thước của các mảnh vỡ đang được giải quyết và thực tế là DNA không di chuyển trong một đường thẳng thông qua các gel.Lý thuyết [sửa]Trong khi nói chung nhỏ mảnh vỡ có thể tìm theo cách của họ thông qua ma trận gel thêm dễ dàng hơn cho mảnh lớn DNA, chiều dài ngưỡng tồn tại trên 30-50 kb nơi tất cả những mảnh vỡ lớn sẽ chạy ở mức tương tự, và xuất hiện trong một gel là một ban nhạc lớn duy nhất khuếch tán.Tuy nhiên, với việc thay đổi định kỳ của lĩnh vực hướng, độ dài khác nhau của các DNA phản ứng với sự thay đổi mức giá khác nhau. Có nghĩa là, lớn hơn những mảnh ADN sẽ chậm hơn để realign của phí khi hướng lĩnh vực bị thay đổi, trong khi từng miếng nhỏ sẽ nhanh hơn. Trong suốt thời gian với sự thay đổi phù hợp các hướng dẫn, mỗi ban nhạc sẽ bắt đầu để tách càng ngay cả ở độ dài rất lớn. Do đó phân chia phần DNA rất lớn bằng cách sử dụng PFGE làm cho có thể.Ứng dụng [sửa]PFGE có thể được sử dụng cho gen di truyền fingerprinting. Nó thường được coi là một tiêu chuẩn vàng trong các nghiên cứu dịch tễ học của các sinh vật gây bệnh. Subtyping đã làm cho nó dễ dàng hơn để phân biệt đối xử giữa các chủng của Listeria monocytogenes và như vậy để liên kết môi trường hoặc thực phẩm chủng với lâm sàng bệnh nhiễm trùng.

Kết quả (Việt) 2:

Xung gel lĩnh vực điện là một kỹ thuật được sử dụng để tách các axit deoxyribonucleic lớn (DNA) phân tử bằng cách áp dụng một ma trận gel một điện trường mà theo định kỳ thay đổi hướng. Một nhà vi sinh vật chạy một xung động lĩnh vực thử nghiệm gel electrophoresis được sử dụng trong đánh máy vi khuẩn lục [ẩn ] 1 Bối cảnh lịch sử 2 Thủ tục 3 Theory 4 Ứng dụng 5 Liên kết ngoài 6 Tham khảo Bối cảnh lịch sử [sửa] Tiêu chuẩn kỹ thuật gel điện di để tách các phân tử DNA đã tạo thuận lợi rất lớn cho nghiên cứu sinh học phân tử. Tuy nhiên, nó không thể tách phân tử rất lớn của DNA có hiệu quả. DNA phân tử lớn hơn 15-20kb di cư thông qua một gel cơ bản sẽ di chuyển với nhau một cách quy mô độc lập. Tại Đại học Columbia năm 1984, David C. Schwartz và Charles Cantor đã phát triển một biến thể của giao thức tiêu chuẩn bằng cách giới thiệu một gradient điện áp xoay chiều để cải thiện độ phân giải của các phân tử lớn hơn. [1] Kỹ thuật này được gọi là xung-field gel electrophoresis (PFGE). Sự phát triển của PFGE mở rộng phạm vi của độ phân giải cho các mảnh DNA của nhiều như hai bậc. Procedure [sửa] Cụm phân tích trong BioNumerics của Escherichia coli enteroaggregative chủng từ xung-field gel electrophoresis fingerprinting Các thủ tục cho kỹ thuật này là tương đối tương tự như thực hiện một điện di gel tiêu chuẩn ngoại trừ việc thay vì liên tục chạy điện áp một chiều, điện áp định kỳ chuyển đổi giữa ba hướng; một chạy qua trục trung tâm của gel và hai chạy ở một góc 60 độ ở hai bên. Giờ xung bằng nhau cho mỗi hướng dẫn vào cuộc di cư về phía trước ròng của DNA. Đối với các ban nhạc cực lớn (lên đến khoảng 2Mb), chuyển mạch đường dốc khoảng thời gian có thể được sử dụng mà làm tăng thời gian xung cho mỗi hướng trong quá trình của một số giờ-đi, ví dụ, tăng xung tuyến tính từ 10 giây ở 0 giờ 60 giây vào lúc 18 giờ. Quy trình này mất nhiều thời gian hơn so với điện di gel bình thường do kích thước của các mảnh vỡ đã được giải quyết và thực tế là các DNA không di chuyển theo một đường thẳng qua gel. Theory [sửa] Trong khi ở chung mảnh nhỏ có thể tìm theo cách của họ thông qua ma trận gel dễ dàng hơn các đoạn DNA lớn, chiều dài tồn tại trên ngưỡng 30-50 kb nơi mà tất cả các mảnh vỡ lớn sẽ chạy ở mức tương tự, và xuất hiện trong một gel là một ban nhạc lan tỏa lớn duy nhất. Tuy nhiên, với thay đổi định kỳ các hướng lĩnh vực, các độ dài khác nhau của DNA phản ứng với sự thay đổi ở mức giá khác nhau. Đó là, phần lớn các DNA sẽ chậm hơn để tổ chức lại mình phụ trách khi hướng lĩnh vực đang thay đổi, trong khi các phần nhỏ hơn sẽ được nhanh hơn. Trong suốt thời gian phù hợp với sự thay đổi của các hướng, mỗi băng sẽ tách ra nhiều hơn và nhiều hơn nữa, ngay cả ở độ dài rất lớn. Do đó tách các mảnh DNA rất lớn sử dụng PFGE được thực hiện tốt. Ứng dụng [sửa] PFGE có thể được sử dụng cho các kiểu gen hoặc dấu vân tay di truyền. Nó thường được coi là tiêu chuẩn vàng trong các nghiên cứu dịch tễ học của các sinh vật gây bệnh. Phân nhóm đã làm cho nó dễ dàng hơn để phân biệt giữa các chủng vi khuẩn Listeria monocytogenes và do đó liên kết môi trường hoặc thức ăn bị nhiễm phân lập lâm sàng.