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Biosesori - Coggle Diagram
Biosesori
Un tempo si definiva un qualsiasi dispositivo che risponde a specie chimiche in campioni biologici o che utilizza componenti biologiche
ORA é un sensore integrato con un elementino biologico che può trasdurre un segnale chimico-fisico in un segnale elettrico proporzionale ad un singolo analista che poi viene convogliato in un rilevatore
esso de'evessere: stabile sensibile, duraturo e riutilizzabile.
in genere per immobilizabili con polimeri biosintetici o naturali come l'allignato ( con gli ioni Ca forma un reticolato sferico costo basso)
La “sensing unit” biologica deve essere integrata con un sistema di misurazione del segnale, in genere microelettronico, per poter essere definita biosensore.
Prerequisito è la possibilità di immobilizzare od incorporare le cellule utilizzando supporti solidi di varia natura – questo in genere aumenta la stabilità (conservabilità) delle “sensing units”.
Componenti
analita + biorecettore —> trasduttore = segnale misurabile letto dal detector
bioreccetore può essere : enzima, anticorpo, microrganismo Cdl
il segnale prodotto: cambio PH; cambio fi massa ;sostan
L’elemento biologico
È un componente usato per legare il targhet molecolare
caratteritsiche: altamente specifico stabille nelle condizioni di stoccaggio e immobilizzato
puo essere: microrganismo, tessuto, cellule organelli acidi nucleici, enzimi recettori anticorpi
biosensori pizoelettrici sono dispositivi che utilizano cristalli, come il quarzo, che vibrano sotto l'influenza di un campo elettrico. la frequenza questa oscillazione dipende dal loro spessore e taglio.
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altri usano l'oro per rilevare all'angolo specifico al quale vengono emesse le onde elettroniche (plasmodi di superficie) quando la sostanze è esposta alla luce laser.
la variazione di frequenza è proporzionale a la massa di materia assorbito. è possibile discriminare in base alle vibrazioni
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rilavatore il segnale del traduttore passa in un micro processore dove viene amplificato e analizzato
i dati vengono convertiti in unità e tarsferiti al display
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LIEVITI
è ideale per da utilizzare come biosensore:
- può essere prodotto in forma " attiva a secco" ovvero bassi costi e facilmente conservabile
- puo' fare da teleaio per rilevamento di sistemi eugarioti superiori(recettori accoppiati alle G proteine)
- sono in grado di tollerare ambienti difficili (ph, osmosita, forza ionica) rispetto a molti batteri
i vantaggi si sommano alla ricchezza di informazioni di base su Saccharomyces cerevisiae e il suo ruolo come organismo modello con semplici panimolazioni genetiche.
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LuxArray - una collezione non ridondante di fusioni funzionali tra 689 promotori(è una regione di DNA costituita da specifiche sequenze dette consenso, alla quale si lega la RNA polimerasi per iniziare la trascrizione di un gene) e il gene di una proteina reporter luminescente in ceppi di E.coli – rappresentano circa il 30% delle unità di trascrizione note di E.coli (689/258
L'uso dell'operone luxCDABE a cinque geni consente un facile monitoraggio delle risposte cinetiche perché tutti i componenti necessari per la produzione di luce sono presenti nella cellula
Le singole colture, mantenute in piastre a 96 pozzetti, sono poi disposti in array ad alta densità (16 spots/cm2) su membrana di nylon 9x12 appoggiata su nutrient agar.
Tutti gli spots (microcolture) di questo array cellulare possono essere saggiati simultaneamente contro uno specifico stimolo. La intensità di bioluminescenza da ciascun spot riflette l’attività relativa di ciascun promotore nelle condizioni saggiate (previa normalizzazione delle eventuali differenze di crescita nei singoli spots).
L’antibiotico Acido Nalidixico è un inibitore della DNA girasi ed è noto come efficace induttore della SOS stress response da danni al DNA. Questa sostanza è stata usato per testare il comportamento di LuxArray.
è stato eseguito un test controllo assieme all'esperimento si sono cercate le differenze
La generale diminuzione della luminescenza dopo l’innalzamento a 2h riflette inibizione di crescita e/o metabolismo. Dopo acquisizione ogni singolo dato di luminescenza viene quindi normalizzato per il livello di densità cellulare in ogni spot. Confronto tra A e B individua i segnali aumentati o ridotti in risposta al trattamento
Con questo approccio vengono individuati 12 operoni up-regolati, 10 vengono ritrovati in esperimenti indipendenti in coltura liquida; 6 di questi rappresentano 6 unità di trascrizione che non erano note partecipare alla risposta SOS indotta da danni al DNA
L'applicazione di metodi indipendenti per l'analisi trascrizionale dell'intero genoma è utile perché ci sono vantaggi e svantaggi di ciascuno.
Gli array cellulari di geni reporter superano alcune limitazioni nella tecnologia degli array di DNA. Una di queste limitazioni è la capacità di distinguere l'espressione di geni strettamente correlati a causa dell'ibridazione incrociata. Gli array di reporter con un costrutto separato per ciascun promotore non devono affrontare questa limitazione.
Il requisito per l'isolamento e l'ibridazione dell'RNA per ogni punto temporale limita la fattibilità di analisi dettagliate del corso temporale della cinetica con matrici di DNA. L'analisi dell'array cellulare che riporta l'attività del promotore non dovrebbe avere questa limitazione, poiché tutti i ceppi utilizzano lo stesso mRNA.
Un vantaggio significativo nell'utilizzo di un array reporter bioluminescente è che le analisi cinetiche vengono facilmente eseguite raccogliendo nel tempo tutte le immagini desiderate di un singolo array.
Sviluppi prevedibili: combinare efficientemente test di effetto e individuazione della natura della molecola/e saggiate.