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2024-05-05T14:47:00Z

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Die {{lang|en|'''multiple-displacement amplification'''}} (MDA), auch {{lang|en|'''strand-displacement amplification'''}} (SDA) oder {{lang|en|'''isothermal multiple -displacement amplification'''}} (IMDA) ist eine Methode zur Vermehrung von geringen Mengen an [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] als Ausgangsmaterial. Sie ist eine Variante der [[Isothermale DNA-Amplifikation|isothermalen DNA-Amplifikation]].

== Eigenschaften ==
Im Vergleich zur [[Polymerase-Kettenreaktion]] eignet sich diese Methode besonders für die Vermehrung von langen DNA-Sequenzen (mehr als 2.000 bis 100.000 Basenpaare). Ein weiterer Vorteil ist, dass es bei Gemischen von DNA durch diese Art der Amplifikation keine Verzerrung (engl. {{lang|en|''bias''}}) gibt, d. h., dass bei Gemischen nicht einzelne DNA-Sequenzen bevorzugt werden bzw. andere benachteiligt.

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich diese Methode besonders zur Vermehrung von z. B. hochkomplexen Gemischen
[[Genom|genomischer]] DNA. Als Ausgangsmaterial reichen wenige [[Gramm|Nanogramm]] (z. B. die DNA von einigen hundert Zellen), welches bei der MDA mithilfe von [[DNA-Polymerase]] etwa 1000- bis 10.000fach vermehrt wird.

== Prinzip ==
Die MDA wird im Vergleich zur [[Polymerase-Kettenreaktion]] bei gleichbleibender Temperatur durchgeführt.<ref>L. Westin, X. Xu, C. Miller, L. Wang, C. F. Edman, M. Nerenberg: ''Anchored multiplex amplification on a microelectronic chip array.'' In: ''[[Nature biotechnology]].'' Band 18, Nummer 2, Februar 2000, S. 199–204, [[doi:10.1038/72658]], PMID 10657128.</ref> Zunächst wird die doppelsträngige Template-DNA mittels Denaturierung in Einzelstränge getrennt. Anschließend wird die [[Φ29-DNA-Polymerase]] und ein Gemisch aus [[Nukleotid|Desoxynukleotiden]] hinzugefügt. Die Φ29-DNA-Polymerase lagert sich an die Einzelstränge der DNA an und stellt danach den zweiten komplementären Strang her. Der komplementäre Strang wird dabei pro Sekunde etwa 25 bis 50 Basen mit einer Fehlerrate von 1 Fehler auf 3 × 10<sup>6</sup> Basen verlängert. Im Vergleich dazu: bei einer konventionellen PCR mit [[Taq-Polymerase|''Taq''-Polymerase]] rechnet man mit einer Geschwindigkeit von 1000 bis 2000 Basen pro Minute und einer Fehlerrate von 1 Fehler auf 2 × 10<sup>3</sup> Basen. Alternative isothermale Verfahren zur [[Künstliche Gensynthese|Erzeugung neuer DNA-Sequenzen]] sind z. B. das {{lang|en|[[isothermal assembly]]}} und das {{lang|en|''circular polymerase extension cloning''}} (CPEC).<ref>J. Quan, J. Tian: ''Circular polymerase extension cloning of complex gene libraries and pathways.'' In: ''[[PLOS ONE]].'' Band 4, Nummer 7, 2009, S. e6441, [[doi:10.1371/journal.pone.0006441]], PMID 19649325, {{PMC|2713398}}.</ref>

Alternative Methoden zur Amplifikation von DNA sind z. B. die [[Polymerasekettenreaktion]], die {{lang|en|''[[nicking enzyme amplification reaction]]''}}, die {{lang|en|''[[isothermal assembly]]''}}, die {{lang|en|''[[loop-mediated isothermal amplification]]''}} (LAMP), {{lang|en|''nucleic acid sequence-based amplification''}} ([[NASBA]]), die {{lang|en|''[[helicase-dependent amplification]]''}} (HDA), die {{lang|en|''[[recombinase polymerase amplification]]''}} und die {{lang|en|''[[rolling circle replication]]''}} (RCA).<ref>E. C. Oriero, J. Jacobs, J. P. Van Geertruyden, D. Nwakanma, U. D’Alessandro: ''Molecular-based isothermal tests for field diagnosis of malaria and their potential contribution to malaria elimination.'' In: ''[[Journal of Antimicrobial Chemotherapy]].'' [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] September 2014, [[doi:10.1093/jac/dku343]], PMID 25223973.</ref> Weitere Nachweisverfahren sind z. B. die {{lang|en|''nicking endonuclease signal amplification''}} ([[NESA]]) und {{lang|en|''nicking endonuclease assisted nanoparticle activation''}} ([[NENNA]]), {{lang|en|''exonuclease-aided target recycling''}}, {{lang|en|''junction or Y-probes''}}, {{lang|en|''split DNAZyme''}} und {{lang|en|''deoxyribozyme amplification''}} (die beiden letzteren Methoden nutzen [[DNAzyme]] alias Desoxyribozyme), nicht-kovalente DNA-Katalysen und die {{lang|en|''hybridization chain reaction''}} (HCR).<ref>L. Yan, J. Zhou, Y. Zheng, A. S. Gamson, B. T. Roembke, S. Nakayama, H. O. Sintim: ''Isothermal amplified detection of DNA and RNA.'' In: ''Molecular bioSystems.'' Band 10, Nummer 5, Mai 2014, {{ISSN|1742-2051}}, S. 970–1003, [[doi:10.1039/c3mb70304e]], PMID 24643211.</ref>

== Literatur ==
* Rajyalakshmi Luthra, L. Jeffrey Medeiros: ''Isothermal Multiple Displacement Amplification – A Highly Reliable Approach for Generating Unlimited High Molecular Weight Genomic DNA from Clinical Specimens.'' In: ''J. Mol. Diagn.'' Bd. 6, Nr. 3, 2004, S. 236–242, PMID 15269301.
* Frank B. Dean ''et al.'': ''Comprehensive human genome amplification using multiple displacement amplification.'' In: ''Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.'' Bd. 99, Nr. 8, 2002, S. 5261–5266, PMID 11959976.
* Pooria Gill, Amir Ghaemi: ''Nucleic acid isothermal amplification technologies: a review.'' In: ''Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids'' Bd. 27, Nr. 3, 2008, S. 224–43, PMID 18260008.

== Weblinks ==
* Gerald Schock, Nina Gildehaus, Helge Lubenow, Dirk Löffert und Christian Korfhage: [https://www.biospektrum.de/blatt/d_bs_pdf&_id=934826 Unbegrenzte DNA-Analysen durch Multiple Displacement Amplification]; biospektrum, 6/2005

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Molekularbiologie]]
[[Kategorie:Biochemisches Nachweisverfahren]]
[[Kategorie:Nukleinsäure-Methode]]

Multidisplacement Amplification - Versionsgeschichte

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