Biomexanika nimani anglatadi?

AMALIY ISH № 21


MAVZU: KETMA-KETLIK SHABLONLARINI O'RGANISH. DNKning ketma-ketligi.


Mavzu: Ketma-ketlik shablonlarini o'rganish. DNKning ketma-ketligi.


Ishdan maqsad: Ketma-ketlik shablonlarini o'rganish. DNKning ketma-ketligi


Nazariy qism
DNKning ketma-ketligi ni aniqlash jarayoni nuklein kislota ketma-ketligi - tartibi nukleotidlar yilda DNK. U to'rtta asosning tartibini aniqlash uchun ishlatiladigan har qanday usul yoki texnologiyani o'z ichiga oladi: adenin, guanin, sitozin va timin. DNKning tez sekvensiya usullarining paydo bo'lishi biologik va tibbiy tadqiqotlar va kashfiyotlarni juda tezlashtirdi.
Bilim DNK ketma-ketliklari kabi ko'plab amaliy sohalarda asosiy biologik tadqiqotlar uchun ajralmas bo'lib qoldi tibbiy diagnostika, biotexnologiya, sud biologiyasi, virusologiya va biologik sistematik. Sog'lom va mutatsiyaga uchragan DNK ketma-ketligini taqqoslash natijasida turli xil kasalliklar, shu jumladan turli xil saraton kasalliklari aniqlanishi mumkin, antikor repertuarini tavsiflash, va bemorni davolashni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin. DNKni ketma-ketlashtirishning tezkor usuliga ega bo'lish tibbiy yordamni tezroq va individual ravishda amalga oshirishga, ko'plab organizmlarni aniqlash va kataloglashtirishga imkon beradi.
Zamonaviy DNK sekvensiya texnologiyasi bilan erishilgan ketma-ketlikning tezligi to'liq DNK sekanslarini ketma-ketlikda muhim rol o'ynagan yoki genomlar, hayotning ko'plab turlari va turlari, shu jumladan inson genomi ko'plab hayvon, o'simlik va mikrob turlarining boshqa to'liq DNK ketma-ketliklari.

Avtomatlashtirilgan zanjir bilan tugaydigan DNK sekvensiyasi natijalariga misol.

Birinchi DNK sekanslari 1970-yillarning boshlarida akademik tadqiqotchilar tomonidan zahmatli usullar asosida olingan ikki o'lchovli xromatografiya. Rivojlanishidan keyin lyuminestsentsiya -va asoslangan ketma-ketlik usullari DNK sekvensori, DNK sekvensiyasi osonlashdi va kattaligi tezroq. Entsiklopediya site:ewikiuz.top

Ilovalar
Shaxsning ketma-ketligini aniqlash uchun DNK sekvensiyasidan foydalanish mumkin genlar, kattaroq genetik mintaqalar (ya'ni genlar klasterlari yoki operonlar ), to'liq xromosomalar yoki butun genomlar har qanday organizm. DNK sekvensiyasi ham bilvosita ketma-ketlikning eng samarali usuli hisoblanadi RNK yoki oqsillar (ular orqali ochiq o'qish ramkalari). Darhaqiqat, DNK sekvensiyasi ko'plab biologiya va tibbiyot kabi boshqa fanlarning asosiy texnologiyasiga aylandi, sud tibbiyoti va antropologiya.

Molekulyar biologiya

Tartiblashda ishlatiladi molekulyar biologiya genomlarni va ular kodlagan oqsillarni o'rganish. Sekvensiya yordamida olingan ma'lumotlar tadqiqotchilarga genlardagi o'zgarishlarni, kasalliklar va fenotiplar bilan assotsiatsiyalarni aniqlash va dori vositalarining potentsial maqsadlarini aniqlashga imkon beradi.

Evolyutsion biologiya

DNK nasldan naslga o'tish jihatidan axborot makromolekulasi bo'lganligi sababli DNK sekvensiyasi ishlatiladi evolyutsion biologiya turli xil organizmlar qanday bog'liqligini va ular qanday rivojlanganligini o'rganish.

Metagenomika

Maydon metagenomika suv havzasida mavjud bo'lgan organizmlarni aniqlashni o'z ichiga oladi, kanalizatsiya, havodan filtrlangan axloqsizlik, axlat yoki organizmlardan tampon namunalari. Muayyan muhitda qaysi organizmlar mavjudligini bilish tadqiqot uchun juda muhimdir ekologiya, epidemiologiya, mikrobiologiya va boshqa sohalar. Tartiblash tadqiqotchilarga a tarkibida qaysi turdagi mikroblar bo'lishi mumkinligini aniqlashga imkon beradi mikrobiom, masalan.

Virusologiya

Asosiy maqola: Virusologiya
Ko'pgina viruslar yorug'lik mikroskopida ko'rish uchun juda kichik bo'lgani uchun, sekvensiya virusologiyani aniqlash va o'rganish uchun virusologiyaning asosiy vositalaridan biridir. Virusli genomlar DNK yoki RNK asosida bo'lishi mumkin. RNK viruslari genomlar ketma-ketligi uchun vaqtni sezgirroq, chunki ular klinik namunalarda tezroq parchalanadi. An'anaviy Sanger ketma-ketligi va keyingi avlod ketma-ketligi asosiy va klinik tadqiqotlarda viruslarni ketma-ketligi, shuningdek, paydo bo'layotgan virusli infektsiyalar diagnostikasi uchun ishlatiladi, molekulyar epidemiologiya virusli patogenlar va dori-darmonlarga chidamliligini tekshirish. 2,3 milliondan ortiq noyob virusli sekanslar mavjud GenBank. Yaqinda NGS virusli genomlarni yaratish uchun eng mashhur yondashuv sifatida an'anaviy Sanger-dan oshib ketdi.

Virusli sekvensiya paytida foydalanish mumkin epidemiyalar epidemiyaning kelib chiqishini aniqlash uchun. Davomida 1997 yilda parranda grippi tarqalishi, virusli sekvensiya grippning pastki turi kelib chiqqanligini aniqladi qayta jihozlash o'rtasida bedana va parrandachilik. Bu qonunchilikka olib keldi Gonkong bozorda tirik bedana va parrandalarni birgalikda sotishni taqiqlagan. Virusli sekvensiya shuningdek, a yordamida virusli epidemiya qachon boshlanganligini taxmin qilish uchun ham ishlatilishi mumkin molekulyar soat texnika.

Dori
Tibbiy texnik mutaxassislar genetik kasalliklar (yoki nazariy jihatdan to'liq genomlar) ni genetik kasalliklar xavfini aniqlash uchun bemorlardan tartiblashi mumkin. Bu shakl genetik test Ammo ba'zi bir genetik testlar DNK sekvensiyasini o'z ichiga olmaydi, shuningdek, DNK sekvensiyasi ko'proq bakteriyalarni aniqlash uchun foydali bo'lishi mumkin. aniq antibiotiklarni davolash, shu bilan yaratish xavfini kamaytiradi mikroblarga qarshi qarshilik bakteriyalar populyatsiyasida.

Sud tibbiyoti

Bilan birga DNK sekvensiyasidan foydalanish mumkin DNKni profillash uchun usullar sud ekspertizasi[16] va otalikni sinovdan o'tkazish. So'nggi bir necha o'n yillikda DNK sinovi nihoyatda rivojlanib, DNKning bosimini tergov qilinayotgan narsaga bog'lashga imkon berdi. Barmoq izlari, tupurik, soch follikulalari va boshqalardagi DNK naqshlari har bir tirik organizmni boshqasidan ajralib turadi. DNKni sinash - bu noyob va individual naqsh hosil qilish uchun DNK zanjiridagi o'ziga xos genomlarni aniqlay oladigan usuldir.Entsiklopediya site:ewikiuz.top

Illumina (Solexa) ketma-ketligi

Asosiy maqola: Illumina bo'yoqlarini ketma-ketligi
Solexa, endi qismi Illumina tomonidan tashkil etilgan Shankar Balasubramanyan va Devid Klenerman 1998 yilda qayta tiklanadigan va terminatorli polimerazalar texnologiyasiga asoslangan ketma-ketlik usulini ishlab chiqdi. Qayta tiklanadigan kimyo kontseptsiyasi Parijdagi Paster institutida Bruno Kanard va Simon Sarfati tomonidan ixtiro qilingan. Solexa-da uni tegishli patentlarda ko'rsatilgan shaxslar tomonidan ishlab chiqilgan. 2004 yilda Solexa kompaniyani sotib oldi Manteia Bashoratli tibbiyot 1997 yilda Paskal Mayer va Loran Farinelli tomonidan ixtiro qilingan massiv parallel ketma-ketlik texnologiyasini qo'lga kiritish uchun. U "DNK klasterlari" yoki "DNK koloniyalari" ga asoslangan bo'lib, ular DNKning sirt ustida klon amplifikatsiyasini o'z ichiga oladi. Klaster texnologiyasi Kaliforniyadagi Lynx Therapeutics bilan birgalikda sotib olingan. Solexa Ltd. keyinchalik Lynx bilan birlashib Solexa Inc.



Illumina HiSeq 2500 sekvenseri



Illumina NovaSeq 6000 oqim xujayrasi

Ushbu usulda DNK molekulalari va primerlari dastlab slaydga yoki oqim xujayrasiga biriktiriladi va kuchaytiriladi polimeraza shunday qilib mahalliy klonli DNK koloniyalari, keyinchalik "DNK klasterlari" paydo bo'ldi. Ketma-ketlikni aniqlash uchun to'rt turdagi qaytariladigan terminator asoslari (RT-bazalar) qo'shiladi va qo'shilmagan nukleotidlar yuviladi. Kamera tasvirlarni oladi lyuminestsent yorliqli nukleotidlar. Keyin bo'yoq, terminal 3 'bloker bilan birga, DNKdan kimyoviy tarzda tozalanadi va keyingi tsiklni boshlashga imkon beradi. Pirosekvensiyadan farqli o'laroq, DNK zanjirlari bir vaqtning o'zida bitta nukleotidga cho'zilib ketadi va tasvirni olish kechiktirilgan vaqtda amalga oshirilishi mumkin, bu DNK koloniyalarining juda katta massivlarini bitta kameradan olingan ketma-ket tasvirlar bilan olish imkonini beradi.

Illumina MiSeq sekvenseri

Fermentatik reaktsiyani ajratish va tasvirni tortib olish optimal ishlash qobiliyatini va nazariy jihatdan cheksiz sekanslash imkoniyatini beradi. Optimal konfiguratsiyaga ega bo'lgan holda, oxir-oqibat erishish mumkin bo'lgan asbobning ishlashi faqat kameraning analog-raqamli konvertatsiya qilish tezligi bilan belgilanadi, kameralar soniga ko'paytiriladi va ularni optimallashtirish uchun zarur bo'lgan DNK koloniyasiga piksellar soniga bo'linadi (taxminan 10 piksel / koloniya). 2012 yilda kameralar 10 MGts dan yuqori chastotali konversiya tezligida ishlaydi va mavjud bo'lgan optik, akışkanik va fermentativ moddalar, o'tkazuvchanlik darajasi million nukleotid / soniyani ko'paytirishi mumkin, bu taxminan 1x da inson genomining ekvivalenti bilan mos keladi. qamrov per hour per instrument, and 1 human genome re-sequenced (at approx. 30x) per day per instrument (equipped with a single camera).

A BGI MGISEQ-2000RS sequencer



SOLiD platformasiga kutubxonani tayyorlash

ABI qattiq ketma-ketligi

Amaliy biosistemalar ' (now a Hayotiy texnologiyalar brand) SOLiD technology employs ligatsiya bilan tartiblash.

Ion Torrent semiconductor sequencing

Ion yarim Supero'tkazuvchilar ketma-ketligi
Sequencing of the TAGGCT template with IonTorrent, PacBioRS and GridION
DNA nanoball sequencing