PCR jako narzędzie do identyfikacji i różnicowania drobnoustrojów

• Autorzy: Marciniak M. , Robak M.

Warianty tytułu

EN

PCR as tool for identification and differentiation of microorganisms

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bazując na łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR), opracowano wiele tech­nik, które są stosowane w kryminalistyce, medycynie, badaniach filogenetycznych oraz do identyfikacji i różnicowania organizmów. Wybór metody do rutynowego stosowania w danym laboratorium nie jest prosty i wymaga zaznajomienia się z wieloma technikami. Chcąc ułatwić wybór metody do analizy drobnoustrojów, w pracy zamieszczono opis i po­równanie następujących technik: RAPD (Randomly Amplified Polymorphic DNA), PCR- RFLP (PCR-Restriction Fragments Length Polymorphism), RISA (Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), Multiplex PCR oraz Real-time PCR. Metody porównano pod względem cech najbardziej użytecznych, jakimi są: zakres stosowania technik, powtarzalność analiz, trudność w wykonaniu oznaczeń, cza­sochłonność, możliwości automatyzacji badań oraz koszty jednostkowej analizy.

EN

Many techniques used in criminalistics, medical diagnostics, in phylogenetic studies and in organisms identification and differentiation are based on polymerase chain reaction (PCR). The choice of routine method to be applied routinely in a particular labo­ratory, is not easy and necessitate the knowledge and understanding of some one. In this paper, to facilitate the choice of the routine method for microorganism identification and differentiation, the detailed description of following methods is presented: RAPD (Ran­domly Amplified Polymorphic DNA), PCR-RFLP (PCR-Restriction Fragments Length Po­lymorphism), RISA (Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), Multiplex PCR and Real-time PCR. The methods were compared by the most useful characteristics such as: application field, analysis repeatability, difficulty degree, analysis duration, automation possibility and cost.

Słowa kluczowe

PL

lancuchowa reakcja polimerazy; mikroorganizmy; identyfikacja; diagnostyka mikrobiologiczna; test ELISA; technika RISA; metoda RAPD; metoda PCR-RFLP; metoda AFLP; metoda real-time PCR

EN

polymerase chain reaction; microorganism; microorganism identification; microbiological diagnostics; ELISA test; RISA technique; RAPD method; PCR-RFLP method; AFLP method; real-time PCR method

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnologia
• Rocznik: 2012
• Tom: 11
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.5-16,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Marciniak M.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Chełmońskiego 37/41, 51-630 Wrocław

autor

Robak M.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Chełmońskiego 37/41, 51-630 Wrocław

Bibliografia

• Arif I.A., Bakir MA., Khan H.A., Al Farhan A.H., Al Homaidan A.A., Bahkali A.H., Al Sadoon M., Shobrak M., 2010. Application of RAPD for molecular characterization of plant species of medicinal value from an arid environment. Genet. Mol. Res., 9 (4), 2191-2198.
• Barańska-Rybak W., 2006. Identyfikacja szczepów Staphylococcus aureus izolowanych od pacjentów z rozpoznaniem czyraczności przewlekłej przy pomocy nowoczesnych technik di­agnostycznych celem wdrożenia ukierunkowanej terapii i prewencji. Praca Doktorska, Katedra i Klinika Dermatologii, Wenerologii i Alergologii, AM w Gdańsku.
• Barszczewski W., Robak M., 2004, Differentiation of contaminating yeasts in brewery by PCR- based techniques. Food Microbiology, 2 (21), 227-231.
• Bautista-Munoz C, Boldo X M, Villa-Tanaca L, Hernandez-Rodriguez C., 2003. Identification of Candida spp By Randomly Amplified Polymorphic DNA Analysis and Differentiation between Candida albicans and Candida dubliniensis by direct PCR Methods. J Appl Microbiol 41(1), 414-420.
• Bzducha A., 2007. Szybkie metody identyfikacji mikroorganizmów w żywności, Medycyna Weterynaryjna, 7 (63), 773-777.
• Fisher M., Triplett E., 1999. Automated Approach for Ribosomal Intergenic Spacer Analysis of Microbial Diversity and Its Application to Freshwater Bacterial Communities, Applied and Environmental Microbiology, 10 (65), 4630-4636.
• Frąc M., Jezierska-Tys S., 2010. Różnorodność mikroorganizmów środowiska glebowego, Postępy Mikrobiologii, 1 (40), 47-58.
• Giedrys-Kalemba S., 2009. Typowanie molekularne w dochodzeniu epidemiologicznym. Zakażenia szpitalne. Podręcznik dla zespołów kontroli zakażeń. Red. Heczko P., Wójkowska-Mach J., Wyd. Lekarskie PZWL, Warszawa.
• Higuchi R., Fockler C., Dollinger G., Watson R., 1993. Kinetic PCR Analysis: Real-time Monitoring of DNA Amplification Reactions. Nature Biotechnology, 11, 1026-1030.
• Kaczmarczyk M., Bartoszcze M., 2006. Mikromacierze DNA-nowe narzędzie w wykrywaniu czynników biologicznych. Przegląd Epidemiologiczny, 60, 803-811.
• Kosiński I., Stefanowicz-Hajduk J., Ochocka R., 2009. Demographic versus genetic (RAPD) variation between and within two populations of the cloned plant Paris quadrifolia L. (Liliaceae). Pol. J. Ecol. 57(2), 303-311.
• Kozak-Cięszczyk M., 2005. Diagnostyka molekularna w parazytologii. Kosmos. Problemy nauk biologicznych, 1 (54), 49-60.
• Krawczyk B., 2007. Diagnostyka molekularna w zakażeniach szpitalnych. Postępy Mikrobiologii, 4 (46), 367-378.
• Neela V., Mariana N., Radu S., Zamberi S., Raha A., Rosli, R., 2005. Use of RAPD to investigate the epidemiology of Staphylococcus aureus infection in Malaysian hospitals. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 21( 3), 245-251.
• Mituła A., Barszczewski W., Robak M., 2010. Yarrowia lipolytica cell cycle study. EJPAU, Biotechnology 13(2), #.8, 1-12.
• Naumova E.S, Serpova E.V, Naumov G.I., 2010. Genome variability of the yeast Yarrowia lipolytica. Microbiology 79(2), 229-236.
• Piegza M., Barszczewski W., Juszczyk P., Wojtatowicz M., Robak M., 2011. Porównanie metod ekstrakcji DNA z komórek różnych gatunków drożdży. Acta Sci. Polon. Biotechnologia, 10 (1), 29-38.
• Połomska X., Juszczyk P., Cadez N., Raspor P., Robak M., Wojtatowicz M., 2007. Comparison of psysiological and PCR-RFLP rDNA identification of yeast species commonly found in cheese, Polish journal of food and Nutrition Sciences, 2 (57), 221-226.
• Puławska J., Kielak K., Sobiczewski P., 2009. Bioróżnorodność bakterii Erwinia amylovora - sprawcy zarazy ogniowej. Postępy Mikrobiologii, 2 (48), 133-141.
• Ranjard L., Poly F., Lata J.-C., Mougel C., Thioulouse J., Nazaret S., 2001. Characterization of Bacterial and Fungal Soil Communied Ribosomal Intergenic Spacer Analysis Fingerprints: Biological and Methodological Variability, Applied and Environmental Microbiology, 10 (67), 4479-4487.
• ReszkaA., ZiembińskaA., WiechetekA., 2009. Metody i techniki biologii molekularnej w biotechno­logii środowiskowej, Środowisko. Czasopismo techniczne, 2 (106), 102-114,
• Robak M., Baranowska K., Barszczewski W., Wojtatowicz M., 2005. RAPD jako metoda różnicowania i identyfikacji drożdży, Biotechnologia 4 (71), 142-155.
• Saiki R., Gelfand D., Stoffel S., Scharf S., Higuchi R., Horn G., Mullis K., Erlich H., 1988. Primer- directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science 239 (4839), 487-491.
• Słomski R., Szalata M., Wielgus K., 2004. Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR), Przykłady analiz DNA. Praca zbiorowa pod red. Słomski R., wyd. AR im. Augusta Cieszkowskiego, Poznań.
• Studzińska A., Tyburski J., Daca P., Tretyn A., 2008. PCR w czasie rzeczywistym. Istota metody i strategie monitorowania przebiegu reakcji. Biotechnologia 1(80), 71-85.
• Tornai-Lehoczki J , Dlauchy D., 2000. Delimination of brewing yeast strains using different mo­lecular techniques. Int. J. Food Microbiol. 62, 37-45.
• Walczak E., Czaplińska A., Barszczewski W., Wilgosz M., Wojtatowicz M., Robak M., 2007. RAPD with microsatellite as a tool for differentiation of Candida genus yeasts isolated in brew­ing. Food Microbiology 24, 305-312.
• Weiner M., Opracowanie testów multiplex PCR do identyfikacji i charakterystyki shigatoksycznych Escherichia coli, 2008. Medycyna Weterynaryjna, 3 (63), 310-313.
• Wieczorek K., Osek J., 2005. Przydatność wybranych technik PCR w różnicowaniu termotolerancyjnych szczepów Campylobacter. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 4 (45), 132-138.
• Wiedro K., Stachowska E., Chlubek D., 2007. Łańcuchowa reakcja polimerazy z analizą w czasie rzeczywistym. Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie, 3 (57), 5-9.
• Więckowicz M., 2009, Molekularne metody identyfikacji mikroorganizmów w złożonych ekosystemach, Postępy Mikrobiologii, 1 (48), 67-73.
• Williams J.G.K., Kubelic A.R., Livak K.J., Rafalski J.A., Tingey S., 1990. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucl. Acid. Res., 18, (22), 6531­6535.
• Wojtatowicz M., Stempniewicz R., Żarowska B, Rymowicz W., Robak M., 2008. Mikrobiologia Ogólna. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław.
• Woods J.P., Kersulyte D., Goldman W.E., Berg D.E., 1993. Fast DNA Isolation from Histoplasma capsulatum: methodology for arbitrary primer polymerase chain reaction-based epidemiologi­cal and clinical studies. Journal of Clinical Microbiology, 31(2), 463-464.