4.15
لا يمكن تسلسل الجينوم الكامل للكائن الحي في تسلسلات مستمرة - حتى أحدث جيل من تقنيات التسلسل ينتج بيانات مجزأة من آلاف شظايا الحمض النووي القصيرة التي يتراوح طولها من 50-1000 نقطة أساس.
يجب تجميع تسلسلات الحمض النووي القصيرة هذه - التي تسمى القراءات - لإعادة بناء التسلسل الكامل للجينوم في عملية تسمى تجميع الجينوم.
هناك أربع خطوات رئيسية في أي تجميع جينوم من الجيل التالي - تحليل البيانات الأولية ، وتجميع contig ، والسقالات ، وأخيرا سد الفجوة.
تتمثل الخطوة الأولى في تحليل البيانات الأولية التي تم الحصول عليها من أجل الجودة - ثم التخلص من أي تلوث أو بيانات متحيزة أو قراءات رديئة الجودة بعدد كبير من النيوكليوتيدات غير المعروفة.
بعد ذلك ، يتم قطع القراءات النظيفة لإزالة تسلسلات المحول من نهايتها. يتم أيضا قطع أي قواعد في نهايات الجزء لا تتجاوز عتبة الجودة.
بعد ذلك ، يتم استخدام أداة تجميع مناسبة تماما لتجميع القراءات في تسلسلات متجاورة - تسمى contigs - بناء على مقاطع الحمض النووي المتداخلة.
يمكن استخدام تجميع الجينوم المقارن عندما يتوفر جينوم مرجعي لكائن حي وثيق الصلة لتوجيه إعادة بناء الجينوم الجديد. هنا ، تتم محاذاة القراءات مع الجينوم المرجعي ، وهذا يوفر تخطيطا لمزيد من الخطوات في تجميع الجينوم.
بدلا من ذلك ، يجب إجراء تجميع الجينوم من جديد في حالة عدم وجود جينوم مرجعي. هنا ، يتم استخدام القراءات المتداخلة لتوجيه التسلسلات إلى contigs أطول.
في الخطوة التالية ، يتم استخدام القراءات القصيرة المزدوجة - وهي قراءات متدلية في نهاية contigs - لسقالات الجينوم.
تمتلئ الفجوات بين contigs المجاورة ب Ns في حالة التسلسلات غير المعروفة. ومع ذلك ، إذا تم استخدام القراءات الطويلة التي يزيد طولها عن 1 كيلو بايت لتجميع contigs معا ، فيمكن ملء الفجوات بالتسلسلات الفعلية.
والنتيجة هي جينوم مجمع يحتاج بعد ذلك إلى التعليق بمساعدة الأدوات الآلية - وهي عملية تسمى التعليق التوضيحي للجينوم.
الهدفان الرئيسيان للتعليق التوضيحي للجينوم هما بنية الجينات والتنبؤ بوظيفة الجينات ، والمعروف باسم التعليق التوضيحي الهيكلي والتعليق التوضيحي الوظيفي ، على التوالي.
في حين أن التعليق التوضيحي الهيكلي يؤدي إلى تحديد العناصر الجينومية مثل مناطق الترميز والزخارف التنظيمية وما إلى ذلك ؛ يساعد التعليق التوضيحي الوظيفي على تحديد الوظيفة البيولوجية لهذه العناصر الهيكلية بشكل صحيح وخاصة جينات ترميز البروتين.
تستخدم أدوات التعليقات التوضيحية للجينوم البيانات المتاحة ، بما في ذلك النصوص المعروفة ، أو البروتين أو تسلسل الإشارات ، أو الجينات المتوقعة من الجينومات المتسلسلة الأخرى ، أو توقيعات المجالات المحفوظة ، كمراجع لأي تعليق توضيحي جديد.
بمجرد أن يقوم البرنامج بمحاذاة هذه البيانات المتاحة مع مسودة الجينوم ، يجب تصفيتها وصقلها إما يدويا أو باستخدام أدوات التعليقات التوضيحية للحصول على مجموعة نهائية من التعليقات التوضيحية الجينية.
يشير الجينوم إلى جميع المواد الوراثية الموجودة في الكائن الحي. يمكن أن تتراوح من بضعة ملايين من الأزواج الأساسية في الخلايا الميكروبية إلى عدة مليارات…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.