ریزآرایه ی DNA (DNA microarray)

ژن های جانداران در بدن آنها رونویسی و پیرایش (splice) می شوند تا از روی آن یک رونوشت mRNA بالغ ایجاد شود. به این حالت گفته می شود که ژن بیان شده است. برای مشخص کردن میزان بیان ژن ها از روش های مختلفی استفاده میشود. یکی از روشهایی که همزمان میزان بیان تعداد زیادی ژن را آن هم در دو نمونه مقایسه می کند ریزآرایه DNA می باشد. ریزآرایه ی DNA یا میکرواری DNA ( که به آن بیوچیپ نیز گفته می شود) متشکل از تعداد زیادی نقطه بر روی یک سطح جامد است که به منظور اندازه گیری میزان بیان ژن ها از آنها استفاده می کنند. هر نقطه ای که بر روی صفحه ریزآرایه قرار دارد حاوی ^12-10 مول از یک توالی خاص DNA است. هر توالی نماینده یک ژن است که می تواند بخش کوچکی از آن ژن یا بخش متصل شونده به یک cDNA و یا cRNA باشد که تحت شرایط خاصی به توالی مکمل متصل میگردند.

بدین منظور mRNA از جاندار یا نمونه مورد نظر استخراج شده و سپس در شرایط آزمایشگاهی از آنزیم ترانسکریپتاز معکوس جهت کپی کردن از روی آن و ایجاد cDNA استفاده می شود. cDNA قطعه قطعه و با موادی همچون فلوئوروفور ((Fluorophore، نقره یا کمیلومینسنس (Chemiluminescence) نشاندار می گردد. این قطعات نشاندار به الیگونوکلئوتید های مکمل خود که بر روی صفحه جامد (چیپ) تثبیت شده اند متصل می گردند. شدت فلوئورسنت حاصل از این اتصال توسط نرم افزارهای ویژه ای کمی سازی شده و نشان دهنده فراوانی توالی مورد نظر و به عبارتی میزان بیان ژن می باشد.

اصول کلی ریزآرایه

اساس روش ریزآرایه بر پایه جفت شدن دورشته DNA  و شکل گیری پیوندهای هیدروژنی بین این دو رشته است. پس از اینکه مراحل شستشو انجام گرفت، تنها رشته هایی که به خوبی به یکدیگر متصل مانده اند، باقی می مانند. فلوئورسنتی که به توالی هدف ( توالی حاصل از قطعه قطعه کردن cDNA) متصل است، با اتصال به توالی پروب (توالی متصل شده روی چیپ)، سیگنال تولید می کند. مجموع سیگنال هایی که از یک نقطه ساطع می شود، به مقدار اتصال توالی های هدف به پروب های موجود در آن نقطه بستگی دارد. با مقایسه شدت طول موج ساطع شده در شرایط مختلف (به عنوان مثال مقایسه بیان ژن ها در سلول های سالم و سرطانی) می توان مقادیر بیان شده را کمی سازی کرد.

هیبریداسیون توالی هدف و پروب در ریزآرایه

ریزآرایه DNA می تواند به منظور شناسایی  DNA( هیبریداسیون ژنومی مقایسه ای) یا شناسایی RNA که ممکن است به پروتئین ترجمه شده یا نشده باشد، مورد استفاده قرار گیرد. به فرایند اندازه گیری بیان ژن از طریق cDNA، آنالیز بیان(expression analysis) یا پروفایل بیان(expression profiling) گفته می شود.

ریزآرایه ها بر اساس تعداد پروب های قرار گرفته بر روی سطح، هزینه، نیاز مشتری و سوال مورد بحث، از راه های مختلفی ساخته می شوند. یک آرایه ممکن است  از 10 تا 5  میلیون پروب داشته باشند.

تصویری شمتیک از مقایسه بیان ژنها در سلول های سالم و سرطانی با استفاده از ریزآرایه