تکنیک ARMS-PCR یا amplification refractory mutation system ، یک روش مولکولی مقرونبهصرفه و کارآمد برای شناسایی پلیمورفیسمهای تکنوکلئوتیدی (SNPs) و جهشهای نقطهای است. برخلاف روشهای پرهزینهای مانند توالییابی سنگر (Sanger Sequencing) و توالییابی نسل جدید (NGS)، ARMS-PCR به عنوان یک جایگزین سادهتر و اقتصادیتر برای ژنوتایپینگ، به ویژه در تشخیصهای ژنتیکی، استفاده میشود.
اصول تکنیک ARMS-PCR
در این تکنیک، از پرایمرهای اختصاصی آلل استفاده میشود که به طور خاص برای شناسایی جهش یا SNP هدف طراحی شدهاند. ویژگی اصلی این روش، طراحی پرایمرهایی است که انتهای 3′ آنها فقط در صورت وجود توالی هدف در DNA با آن مکمل شده و منجر به تکثیر میشود. اگر نوکلئوتید انتهای 3′ پرایمر با توالی DNA هدف تطابق نداشته باشد، واکنش PCR انجام نمیشود.
این تکنیک شامل موارد زیر است:
- دو پرایمر اختصاصی: یکی برای آلل جهشیافته (Mutant Allele) و دیگری برای آلل طبیعی (Wild-Type Allele).
- پرایمر مشترک: یک پرایمر معمولی که به یک ناحیه ثابت از DNA متصل میشود و به عنوان نقطه شروع تکثیر عمل میکند.
محصولات PCR در انتها با استفاده از الکتروفورز ژل آگارز تجزیه و تحلیل میشوند. مشاهده باندها نشاندهنده حضور یا عدم حضور آلل هدف است.
تکنیک Tetra ARMS-PCR
یک نوع متداول از این روش، Tetra ARMS-PCR است که از چهار پرایمر استفاده میکند:
- دو پرایمر خارجی: مشابه پرایمرهای معمولی PCR عمل کرده و توالی DNA را به طور کلی تکثیر میکنند.
- دو پرایمر داخلی: پرایمرهای اختصاصی آلل هستند که برای شناسایی جهش یا SNP طراحی شدهاند.
این واکنش در یک لوله و یک مرحله PCR انجام میشود و تغییرات ژنوتیپی هدف مستقیماً از طریق ژل آگارز قابل مشاهده است.
کاربردهای ARMS-PCR
- تشخیص بیماریهای ژنتیکی:
- این روش به عنوان استاندارد طلایی در تشخیص بیماریهایی مانند تالاسمی و کمخونی داسیشکل استفاده میشود.
- شناسایی جهشهای مرتبط با بیماریهای خاص مانند جهشهای JAK2 و HIV.
- ژنوتایپینگ:
- تعیین وضعیت هموزیگوت یا هتروزیگوت در یک لوکوس ژنی.
- تحقیقات بیماریها:
- تشخیص SNPهایی که با بیماریها یا صفات خاص مرتبط هستند.
- فارماکوژنتیک:
- شناسایی جهشهایی که پاسخ به داروها را تحت تأثیر قرار میدهند.
مزایای ARMS-PCR
- دقت بالا: شناسایی SNPها و جهشها با دقت زیاد.
- سرعت: زمان کوتاهتر نسبت به روشهای پیچیده مانند توالییابی.
- هزینه پایین: نیاز به تجهیزات ساده و مقرونبهصرفه.
- عدم نیاز به آنزیمهای محدودکننده: برخلاف روش RFLP.
- کاربرد گسترده: از تحقیقات ژنتیکی گرفته تا تشخیصهای بالینی.
محدودیتهای ARMS-PCR
- محدودیت در شناسایی تغییرات کروموزومی: برای شناسایی حذفها و مضاعفشدنها مناسب نیست.
- هدفمحور بودن: تنها برای جهشهای شناختهشده یا SNPهای خاص قابل استفاده است.
- حساسیت به طراحی پرایمر: طراحی پرایمر باید بسیار دقیق باشد تا از نتایج کاذب جلوگیری شود.
- عدم مقیاسپذیری: برای مطالعات با تعداد زیاد نمونهها به اندازه روشهایی مانند NGS مناسب نیست.
مقایسه آرمز PCR با سایر روشها
| روش | مزایا | محدودیتها |
|---|---|---|
| توالییابی سنگر | دقت بالا، شناسایی جهشهای جدید | پرهزینه، زمانبر، مناسب برای تعداد کم جهشها |
| NGS | جامع، شناسایی جهشهای ناشناخته | بسیار گرانقیمت، تحلیل دادههای پیچیده |
| RFLP | ساده و مقرونبهصرفه برای جهشهای خاص | نیاز به آنزیمهای محدودکننده، مناسب فقط برای جهشهای شناختهشده |
| ARMS-PCR | سریع، ارزان، مناسب برای SNPهای خاص | محدود به جهشهای شناختهشده، عدم شناسایی تغییرات بزرگ |
نتیجهگیری
تکنیک ARMS-PCR یک روش دقیق، سریع و اقتصادی برای شناسایی جهشها و SNPها است. این روش با کاربرد گسترده در تشخیص بیماریهای ژنتیکی، تحقیقات پزشکی و فارماکوژنتیک، به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در مطالعات ژنتیکی مدرن شناخته میشود. اگرچه این روش به اندازه NGS جامع نیست، اما برای اهداف خاص، مانند تشخیص بیماریهای شناختهشده مانند تالاسمی، بهترین انتخاب است.
