Sekwencjonowanie DNA: Różnice pomiędzy wersjami

Dodane 103 bajty ,  3 lata temu
poprawa linków, drobne merytoryczne, drobne redakcyjne, drobne techniczne
(jęz.)
(poprawa linków, drobne merytoryczne, drobne redakcyjne, drobne techniczne)
{{Dopracować|aktualizacja=2018-09}}
'''Sekwencjonowanie DNA''' – technika odczytywania [[sekwencja|sekwencji]], czyli kolejności [[para zasad|par nukleotydowych]] w cząsteczce [[Kwas deoksyrybonukleinowy|DNA]].
 
[[Plik:Sanger-DNA-seq.png|thumb|300px|Sekwencjonowania DNA metodą Sangera z użyciem znakowanych dideoksynukleotydów<br />'''A''' – przykładowa sekwencja DNA<br />'''B''' – przyłączenie startowego [[Oligonukleotydy|oligonukleotydu]] do nici matrycowej i kierunek syntezy DNA<br />'''C''' – produkty syntezy DNA, zakończone [[fluorescencja|fluorescencyjnie]] znakowanymi dideoksynukleotydami (kolorowe litery)<br />'''D''' – elektroforegram rozdziału otrzymanej mieszaniny fragmentów w [[elektroforeza#Elektroforeza kapilarna|elektroforezie kapilarnej]] wraz z zidentyfikowaną sekwencją (powyżej)]]
[[Plik:Pyrogram1.jpg|thumb|300px|Przykładowy pirogram uzyskany z pirosekwencjonowania]]
Historyczną już i wypieraną metodą jest opracowana w [[1977]] r. [[metoda Sangera]], oparta o syntezę DNA przez [[Polimerazy|polimerazę DNA]] ''[[in vitro]]''<ref name=sanger>{{Cytuj pismo|autor =Sanger, F,. NicklenSanger, S. Nicklen, A. R. Coulson, AR|tytuł = DNA sequencing with chain-terminating inhibitors |czasopismo =Proc NatlProceedings Acadof Scithe UNational SAcademy of Sciences of the United States of America A|rokdata = 1977 |oznaczeniewolumin = 74 |woluminnumer = 12 |stronys = 5463–5467 |urlpmid =http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=431765 271968 |pmidpmc =431765 PMC431765}}</ref>. Do reakcji dodaje się niewielką ilość trifosforanów dideoksynukleotydów ([[ddNTP]]), które są wbudowywane w DNA, ale ich dołączenie uniemożliwia dalsze wydłużanie nici. W ten sposób otrzymuje się fragmenty DNA o różnej długości zakończone specyficznym [[Nukleotydy|nukleotydem]]. Produkty reakcji rozdziela się [[elektroforeza|elektroforetycznie]], co powoduję ich segregację pod względem wielkości.
 
Autorem alternatywnej metody sekwencjonowania DNA, z wykorzystaniem specyficznej, chemicznej degradacji DNA, byli [[Walter Gilbert]] i [[Allan Maxam]] ([[metoda Maxama-Gilberta]])<ref>[http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool{{Cytuj |autor =pubmed&pubmedid=265521 A. M. Maxam and, W. Gilbert, ''|tytuł = A new method for sequencing DNA'', Proc|czasopismo Natl= AcadProceedings Sciof Uthe SNational A.Academy of Sciences of the United States of America |data = 1977 February;|wolumin = 74( |numer = 2): |s = 560–564.] |pmid = 265521 |pmc = PMC392330}}</ref>. Gilbert wraz z [[Frederick Sanger|Frederickiem Sangerem]] otrzymali za to osiągnięcie [[Nagroda Nobla|nagrodę Nobla w dziedzinie chemii]]. Metoda Maxama-Gilberta obecnie jest rzadko stosowana<ref name="nobel58">{{Cytuj stronę | tytuł = The Nobel Prize in Chemistry 1958 | url = http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1958/ | opublikowany = nobelprize.org | data dostępu = 2013-11-20 | język = en}}</ref>.
 
== Metody współczesne ==
Obecnie odczyt sekwencji w metodzie Sangera został zautomatyzowany dzięki wykorzystaniu znakowanych [[fluorescencja|fluorescencyjnie]] trifosforanów dideoksynukleotydów i pozwala na odczyt 300-1000300–1000 par zasad z jednej [[kapilara|kapilary]] lub linii na [[żel]]u{{fakt|data=2007-08}}.
 
Nowoczesne (2013) aparaty do sekwencjonowania DNA są w stanie pracować z szybkością rzędu milionów [[para zasad|par zasad]] dziennie<ref>{{Cytuj książkę|nazwisko = Soh J., Gordon P., Sensen C.|imię = |tytuł = Genome Annotation|rok = 2013|wydawca = Chapman & Hall/CRC|miejsce = |strony = 1|isbn = 978-1-4398-41174|url={{Google Books|PKfMBQAAQBAJ|Genome Annotation|strony=1|link=tak}}}}</ref>. [[tranzystor polowy DNA|Tranzystory polowe DNA]] umożliwiają użycie natywnego DNA w hybrydyzacji do [[Mikromacierz DNA|mikromacierzy]] i odczyt w czasie rzeczywistym.
 
Nagroda [[X PrizePRIZE Foundation|Archon Genomics X PRIZE]] w wysokości 10 mln dolarów czeka na ośrodek, który będzie w stanie zsekwencjonować 100 [[genom]]ów ludzkich w ciągu 10 dni<ref>[{{cytuj | url = http://web.archive.org/web/20070908185240/http://genomics.xprize.org/newsevents/press_releases_2006-10-04_Archon_X_PRIZE_for_Genomics.html| ogłoszenietytuł o konkursie= X PrizePRIZE Foundation] {{langAnnounces Largest Medical Prize in History. $10 Million Archon X PRIZE for Genomics Challenges Private Companies to Map 100 Human Genomes in 10 Days | opublikowany =genomics.xprize.org | data = 2006-10-04| język = en}}</ref>. Pierwsze sekwencjonowanie genomu człowieka zajęło wiele lat (zob. [[Projekt poznania ludzkiego genomu]]).
 
Nowoczesne metody sekwencjonowania DNA są na tyle tanie, iż setki tysięcy osób zapłaciły za zbadanie swojego DNA i wzięły udział w [[Projekt Genograficzny|Projekcie Genograficznym]]. Ta względna taniość umożliwiła również rozwój m.in. [[genetyka genealogiczna|genetyki genealogicznej]] oraz wielu rodzajów badań testujących obecność [[mutacjemutacja|mutacji]].
 
== Metody rozwojowe ==
* [[pirosekwencjonowanie]]; jego wersja "sekwencjonowanie 454" pozwala odczytać 300 MBp na dzień w jednej maszynie. Metoda ta jest szczególnie przydatna do sekwencjonowania [[Antyczny DNA|aDNA]].
* bezpośredniego odczytu{{fakt|data=2007-08}}:
** nanosekwencjonowanie. Przesuwająca się cząsteczka DNA poprzez centrum aktywne modyfikowanych polimeraz jest odczytywana bezpośrednio. SzybkośćW takiegoroku odczytu2006 możeszybkość dochodzićtakiego odczytu odwynosiła 3001 BpMBp/s dla pojedynczego nanometrowego czujnika<ref>{{Cytuj stronę | url = http://visigenbio.com/technology_overview.html| tytuł = Technology Overview | data dostępu = 2015-03-24 | autor = | nazwisko = | imię = | autor link = | data = | rok = | miesiąc = | praca = | opublikowany = | oznaczenie = | strony = visigenbio.com| język = en| idurl = | cytat = | archiwum = https://web.archive.org/web/2008090713412420060712183920/http://www.visigenbio.com:80/technology_overview.html| zarchiwizowano = 2008-09-07}}</ref>.
** mikroskopowe
 
== Historia rozwoju metod sekwencjonowania DNA ==
* [[1953]] – opracowanie modelu [[Podwójna helisa|podwójnej helisy]] DNA przez [[James D. Watson|Jamesa Watsona]] i [[Francis Crick|Francisa Cricka]]
* [[1972]] – opracowanie sposobów izolacji materiału do dalszych badań. Rozwój technologii rekombinacji umożliwiający izolację dowolnych fragmentów DNA i ich replikację.
* [[1977]] – Allan Maxam i Walter Gilbert ogłaszają publikację pt. ''Sekwencjonowanie DNA przez chemiczną degradację''. W tym samym czasie Sanger opublikował też metodę sekwencjonowania DNA przez syntezę katalizowaną [[Enzymy|enzymatycznie]].
* [[1980]] – Fred Sanger i Walter Gilbert otrzymali nagrodę Nobla
* [[1982]] – utworzono [[GenBank|Genbank]] – publicznie dostępną bazę danych sekwencji DNA
** [[Andre Marion]] i [[Samuel Eletr]] utworzyli firmę ''[[Applied Biosystems]]'', która w tym okresie zdominowała automatyczne sekwencjonowanie DNA
* [[1982]] – [[Akiyoshi Wada]] zbudował roboty sekwencyjne dla firmy [[Hitachi (przedsiębiorstwo)|Hitachi]].
* [[1984]] – badacze z [[MRC]] odczytali kompletną sekwencję [[Wirus Epsteina-Barr|wirusa Epstein-Barr]], 170 kb.
* [[1997]] – zsekwencjonowano 5Mb genom bakterii ''[[Pałeczka okrężnicy|Escherichia coli]]''.
* [[2001]], [[15 lutego]] – Konsorcjum [[Projekt poznania ludzkiego genomu|HUGO]] opublikowało sekwencję genomu ludzkiego w ''[[Nature]]''.
* [[2001]], [[16 lutego]] – firma [[Celera Genomics]] opublikowała sekwencję genomu ludzkiego w ''[[Science]]''.
 
== Zobacz też ==