$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Seria TOTO (TOTO-1, YOYO-1, POPO-1, BOBO-1, TOTO-3, YOYO-3, POPO-3 i BOBO-3; Tabela 1) jest wykorzystywany w wielu różnych eksperymentach, w których wymagana jest wizualizacja DNA1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17. Rodzina dimerów cyjaniny jest szeroko stosowana ze względu na ich wydajność kwantową, czułość i wysokie powinowactwo do cząsteczek DNA18,19,20. Barwniki dimerowe cyjaniny mają dużą selektywność dla dwuniciowego DNA, a po interkalacji mają od 100 do 1000 razy większy wzrost fluorescencji21. Barwniki pirydynowe (YOYO-1, TOTO-1, YOYO-3 i TOTO-3) mają krótszą długość fali emisji niż ich odpowiedniki barwnika chinoliowego (BOBO-1, POPO-1, BOBO-3 i POPO-3) (Tabela 1)22. Również wydajność kwantowa dla dimerów cyjaniny interkalowanych do DNA jest wysoka (0,2 - 0,6)22. Jednak użycie enzymu do określenia profilu metylacji cząsteczki DNA2 lub stretch23 cząsteczki DNA już wybarwionej barwnikiem fluorescencyjnym wymaga metody określenia, jakie enzymy będą trawić wybarwione DNA. Do tej metody można użyć dowolnego rodzaju barwnika, który interkaluje się z DNA lub dowolnego enzymu, który daje dostrzegalny wzór substratu DNA.
Meng et al. najpierw określili szybkość trawienia wstępnie wybarwionego DNA za pomocą elektroforezy żelowej przy użyciu różnych barwników24. Maschmann i in. zagłębili się głębiej, aby przyjrzeć się rodzinie barwników TOTO. Obaj określili szybkość trawienia barwionego DNA, aby sprawdzić, czy DNA barwione danym barwnikiem może być trawione za pomocą enzymu restrykcyjnego25. Inne metody badają efekty wiązania barwników interkalowanych z DNA za pomocą pęsety optycznej26 lub NMR27. Każda metoda wymaga specjalistycznego sprzętu; Natomiast metoda ta pozwala na użycie sprzętu, którym dysponuje większość laboratoriów biologii molekularnej, aby określić, czy barwnik zakłóca trawienie enzymu restrykcyjnego.
Dodatkowo, w innych metodach pomiaru długości danej cząsteczki, mapowanie optyczne polega na wydłużeniu niebarwionych cząsteczek DNA na powierzchni i strawieniu DNA w celu określenia rozciągliwości i rozmiaru fragmentów. Wykazano, że interkalacja barwnika zwiększa długość konturu fluorescencyjnie barwionych cząsteczek DNA i w zależności od użytego barwnika długości konturów są różne21. Ta metoda została wykorzystana w różnych genomach1,3,4,6,13,28,29,30,31. Jeśli jednak cząsteczki zostały wstępnie wybarwione, w zależności od barwnika i enzymu, enzym może nie być w stanie przeciąć DNA zabarwionego danym barwnikiem. Dlatego metoda ta określa, czy DNA wybarwione danym barwnikiem może zostać strawione przez enzym. Dodatkowo, w zależności od stężenia barwnika i użytego barwnika, ruchliwość prążków DNA w żelu będzie migrować wolniej niż natywne DNA ze względu na częściowe odwijanie szkieletu DNA, aby zrobić miejsce na wstawienie barwnika między parami zasad32.
Czasami jednak te barwniki mogą częściowo lub całkowicie hamować działanie niektórych enzymów restrykcyjnych7,24. Uważa się, że jest to spowodowane zmianą strukturalną w DNA spowodowaną przyłączeniem barwnika fluorescencyjnego, co może uniemożliwić enzymowi rozpoznanie jego specyficznej sekwencji. Zrozumienie, w jaki sposób te barwniki wpływają na enzymy restrykcyjne, może pomóc w eksperymentach, w których wymagany jest profil metylacji lub rozciągnięcie barwionego DNA.
W naszej metodzie, DNA zostało zabarwione interesującym fluorochromem i strawione enzymem restrykcyjnym. Następnie DNA poddano elektroforezie na żelu, zobrazowano i zmierzono szybkość trawienia enzymu restrykcyjnego. Enzymy restrykcyjne zostały wybrane na podstawie wzoru cięcia na żelu. Zbyt wiele prążków powodowało nakładanie się prążków DNA, a zbyt mało prążków nie dawało pełnego obrazu cząsteczki DNA. Istnieje złoty środek, w którym można określić profil strawionej cząsteczki DNA; w związku z tym będzie to zależeć od użytego DNA i enzymu. Zaletą tej metody jest jej prostota; Wymaga jedynie sprzętu używanego w trawieniu restrykcyjnym i elektroforezie żelowej.