多型DNAのランダム増幅

ランダム増幅多型 DNA ( RAPD ) は「ラピッド」と発音され、^[1]ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の一種ですが、増幅される DNA セグメントはランダムです。^[2] RAPD を実行する科学者は、いくつかの任意の短いプライマー (10～12 ヌクレオチド) を作成し、次にゲノム DNA の大きなテンプレートを使用して PCR を進め、断片が増幅されることを期待します。結果として生じるパターンを解析することで、RAPD 反応から半一意のプロファイルを収集できます。

プライマーは配列のどこかに結合するが、それが正確にどこであるかはわからないため、標的ゲノムの DNA 配列に関する知識は必要ありません。このため、この方法は、科学界の注目を集めていない生物システムの DNA を比較する場合や、比較的少数の DNA 配列を比較するシステム (cDNA データバンクの形成には適していません) でよく使用されます。この方法は、大きな完全な DNA テンプレート配列に依存するため、分解された DNA サンプルの使用には制限があります。その分解能は、短いタンデムリピートなどの標的の種特異的な DNA 比較方法よりもはるかに低くなります。近年、RAPD は、多様な植物や動物の種の 系統発生を特徴付け、追跡するために使用されています。

RAPD マーカーは、任意のヌクレオチド配列の単一のプライマーを使用してゲノム DNA のランダムなセグメントを PCR 増幅して得られる 10 量体 (10 ヌクレオチド長) の DNA 断片であり、必ずしも再現性のある方法ではありませんが、遺伝的に異なる個体を区別することができます。ランダム プライマーを使用して個体の遺伝的多様性を分析するために使用されます。実験の再現性の問題により、多くの科学雑誌はもはや RAPD のみに基づく実験を受け入れていません。RAPD は、増幅に 1 つのプライマーのみを必要とします。

PCR による増幅後、サンプルはゲル電気泳動のためにゲル (アガロースまたはポリアクリルアミド) にロードされます。ランダム増幅によって作成された異なるサイズは、サンプル ソースに応じてゲルに沿って繰り返し分離されます。これにより、明確な DNA フィンガープリントが作成されます。

従来の PCR 分析とは異なり、RAPD では対象生物の DNA 配列に関する特定の知識は必要ありません。同一の 10 マープライマーは、プライマーの配列に相補的な位置に応じて、DNA セグメントを増幅するかしないかが決まります。たとえば、プライマーが離れすぎたり、プライマーの 3' 末端が互いに向き合っていない場合は、フラグメントは生成されません。したがって、以前はプライマーに相補的であった部位のテンプレート DNA に突然変異が発生すると、PCR 産物は生成されず、ゲル上の増幅された DNA セグメントのパターンが異なります。

• ほぼすべての RAPD マーカーは優性です。つまり、DNA セグメントがヘテロ接合性 (1 コピー) の遺伝子座から増幅されたのか、ホモ接合性 (2 コピー) の遺伝子座から増幅されたのかを区別することはできません。同じ遺伝子座から増幅された異なるサイズの DNA セグメントとして観察される共優性 RAPD マーカーは、まれにしか検出されません。
• PCR は酵素反応であるため、テンプレート DNA の品質と濃度、PCR 成分の濃度、PCR サイクル条件が結果に大きく影響する可能性があります。したがって、RAPD 技術は実験室に依存することで有名であり、再現性を確保するには実験室プロトコルを慎重に開発する必要があります。
• プライマーとテンプレートの不一致により、PCR 産物がまったく生成されない場合や、産物の量が減少する場合があります。そのため、従来の PCR 分析とは異なり、RAPD の結果の解釈は困難です。

• 切断増幅多型配列
• 遺伝子マーカー

• 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)における RAPD+ テクニック