Kas ir DNS sekvencēšana?

Ir vairākas metodes, ko var izmantot DNS sekvencēšanai. Pirmās metodes tika izstrādātas pagājušā gadsimta 1970. gados, un tās ir ļoti darbietilpīgas un laikietilpīgas. Populārākā un visizplatītākā mūsdienās izmantotā sekvencēšanas reakcija ir didezoksinukleotīdu sekvencēšana, ko var veikt ar roku vai ar mašīnām atkarībā no sekvenējamā materiāla daudzuma.

Ģenētiskā materiāla daudzums organismā ievērojami atšķiras, un to mēra pēc tajā esošo nukleotīdu bāzu skaita. Piemēram, vīrusam vai baktērijām var būt tikai pieci tūkstoši bāzu, bet cilvēka genomā ir aptuveni trīs miljardi bāzu. DNS sekvencēšanas dideoksinukleotīdu sekvencēšanas metode var sekvencēt daudzus genomus dienās un lielus genomus gados, nevis gadu desmitos.

DNS sekvencēšanai ir četri posmi. Vispirms no šūnas ir jāizņem DNS. Pēc tam tam tiek veikta sekvencēšanas reakcija. Pēc tam DNS tiek atdalīta pēc izmēra un visbeidzot analizēta ar datoru, kas rezultātus ievieto lietojamā formātā.

Pirmais DNS sekvencēšanas solis ir DNS izņemšana no šūnas. To var izdarīt mehāniski vai ķīmiski. DNS ir divās daļās, taču vienlaikus var sekvencēt tikai vienu virkni.

Kad DNS ir sadalīta, tā tiek uzlikta uz vektoriem, kas ir šūnas, kas pašreplicējas bezgalīgi, kopā ar primeru, kas ir ķīmiska viela, kas sāk procesu. Tādējādi tiek izveidoti sekvencējamā organisma DNS kloni. Sekvenēšanas reakcijā tiek izmantots primer, lai sāktu otrās DNS virknes reproducēšanas ķīmisko procesu. Sekvencēšana tiek veikta termociklerā, lai reakcija tiktu atkārtota daudzas reizes. Atkārtojot reakciju, tiek iegūts lielāks sekvencētās DNS daudzums.

Pēc sekvencēšanas DNS tiek sakārtota pēc izmēra ar kapilāro elektroforēzi. DNS tiek izvilkta ar elektrisko strāvu caur želeju kapilārā, kas ir ļoti plāna stikla caurule. DNS virknes parādās sakārtotas pēc garuma. Kad tie iziet no kapilāra, tie iziet cauri lāzeram, kas aktivizē krāsvielas, kas identificē nukleotīdu bāzes. Šī informācija tiek ievadīta datorā, kas pēc tam parāda DNS secību ekrānā.