Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов. Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.
Плазми́ды — небольшие молекулы ДНК, физически обособленные от хромосом и способные к автономной репликации. Главным образом плазмиды встречаются у бактерий, а также у некоторых архей и эукариот. Чаще всего плазмиды представляют собой двухцепочечные кольцевые молекулы. Несмотря на способность к размножению, плазмиды, как и вирусы, не рассматриваются в качестве живых организмов.
Гено́мная библиоте́ка представляет собой набор ДНК всего генома одного организма. Эта ДНК хранится в популяции идентичных векторов, каждый из которых содержит различные вставки ДНК.
Полимера́зная цепна́я реа́кция (ПЦР) — метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты в биологическом материале (пробе).
ДНК-ма́ркеры (ДНК-маркёры), или молекулярно-генетические маркеры — полиморфный признак, выявляемый методами молекулярной биологии на уровне нуклеотидной последовательности ДНК для определённого гена или для любого другого участка хромосомы при сравнении генотипов различных особей, пород, сортов, линий.
Вектор — молекула нуклеиновой кислоты, чаще всего ДНК, используемая в генетической инженерии для передачи генетического материала внутрь клетки, в том числе в клетку живого многоклеточного организма in vivo.
Малые РНК, образующие шпильки, или кшРНК — короткие молекулы рибонуклеиновых кислот, образующие во вторичной структуре плотные шпильки. ShRNA могут быть использованы для подавления экспрессии генов путём РНК-интерференции. Короткие РНК, образующие шпильки, вводят в клетки при помощи векторов, в которых кодирующие их последовательности находятся под контролем конститутивно активных или индуцируемых промоторов. Такие векторы, как правило, содержат последовательности нуклеотидов, которые позволяют им интегрироваться в геном клетки и тем самым обеспечивать наследуемое подавление экспрессии целевого гена.
Комплементарная ДНК — это ДНК, синтезированная на матрице зрелой мРНК в реакции, катализируемой обратной транскриптазой.
Система рестрикции-модификации — ферментативная система бактерий, разрушающая попавшую в клетку чужеродную ДНК. Основная её функция — защита клетки от чужеродного генетического материала, например, бактериофагов и плазмид. Для компонентов системы характерны два типа активности — метилтрансферазная (метилазная) и эндонуклеазная. За каждую из них могут отвечать как отдельные белки, так и один белок, сочетающий в себе обе функции.
pBR322 — плазмида, используемая в бактериях E. coli как вектор клонирования. Создана в 1977 году мексиканскими биологами Франциско Боливаром и Раймондом Родригесом.
Клонирование ДНК — процесс выделения заданной последовательности ДНК и получения многих её копий in vitro. Клонирование ДНК часто применяют для амплификации фрагментов, содержащих гены, а также любые другие последовательности — например, промоторы, некодирующие последовательности, химически синтезированные олигонуклеотиды и случайные участки ДНК.
SOLiD — технология нового поколения секвенирования ДНК, развиваемая компанией Life Technologies, коммерчески доступна с 2006 года. SOLiD позволяет секвенировать разом сотни миллионов и даже миллиарды коротких последовательностей.
Секвенирование спаренных концов — один из методов секвенирования ДНК нового поколения, основанный на получении и секвенировании библиотеки спаренных концевых фрагментов, в которой короткие 5’- и 3’- концевые участки фрагментов ДНК/кДНК соединены друг с другом.
Кэп-ана́лиз экспре́ссии ге́нов — технология, используемая в молекулярной биологии, в результате которой получают профили экспрессии генов эукариот с одновременным определением специфических для клетки/ткани условий транскрипционных стартовых сайтов (TSS), включая данные о задействованных промоторах. Метод заключается в получении и прочтении коротких участков последовательности 5'-конца кэпированных РНК эукариот. Далее проводится картирование секвенированных последовательностей на готовый геном, что позволяет уточнить 5'-границы транскрибируемых областей, а также провести количественный анализ экспрессии. Методика была разработана и опубликована в 2003 году, после чего активно совершенствовалась. Метод активно используется в исследовательском проекте по функциональной аннотации геномов млекопитающих.
Космиды (Cosmides) — плазмиды, содержащие фрагмент ДНК фага лямбда включая cos-участок. Вместе с системами упаковки в фаговые частицы in vitro используются как векторные молекулы для клонирования генов и при построении геномных библиотек. Космиды были впервые сконструированы Коллинсом и Брюнингом в 1978 году. Их название происходит от сокращения двух терминов: cos-участок и плазмида.
Искусственная бактериальная хромосома — векторная система на основе F-плазмиды E. coli, участков cos фага лямбда и loxP фага Р1, используемая для клонирования длинных последовательностей ДНК. F-плазмида кодирует гены, регулирующие репликацию и контролирующие копийность. По участку loxP плазмидная ДНК может быть расщеплена белком Cre фага Р1, по cos-участку — соответствующим ферментом фага лямбда. Схожая векторная система под названием PAC была сделана на основе бактериальной P1-плазмиды из ДНК фага P1.
Сборка Golden Gate, также клонирование Golden Gate , — метод клонирования ДНК, который позволяет одновременно и упорядоченно собирать несколько фрагментов ДНК в один с помощью эндонуклеаз рестрикции IIs типа и ДНК-лигазы бактериофага T4. Сборка молекулы проводится in vitro. Наиболее часто используемые эндонуклеазы рестрикции типа IIs включают BsaI, BsmBI, and BbsI.
Сайт-направленный мутагенез является методом молекулярной биологии, который используется, чтобы создать конкретные и преднамеренные изменения в последовательности ДНК, гена и продуктов генов. Используется для исследования структуры и биологической активности ДНК, РНК и белков, а также для белковой инженерии.
Фосмиды — это разновидность плазмид. Фосмиды, в отличие от космид, основаны на бактериальной F-плазмиде. Вектор клонирования ограничен, так как хозяин может содержать только одну молекулу фосмид. Фосмиды могут содержать вставки ДНК размером до 40 т.п.н.; часто источником вставки является случайная геномная ДНК. Фосмидную библиотеку готовят путем выделения геномной ДНК из организма-мишени и её клонирования в фосмидный вектор. Смесь для лигирования затем упаковывается в фаговые частицы, и ДНК трансфицируется в бактериального хозяина. Бактериальные клоны размножают библиотеку фосмида. Низкое число копий обеспечивает более высокую стабильность, чем векторы с относительно большим числом копий, включая космиды. Фосмиды могут быть полезны для создания стабильных библиотек из сложных геномов. Фосмиды обладают высокой структурной стабильностью, и было обнаружено, что они эффективно поддерживают ДНК человека даже после 100 поколений роста бактерий. Фосмидные клоны использовались для оценки точности общедоступной последовательности генома человека.
