4.15
לא ניתן לרצף את כל הגנום של אורגניזם ברצפים רציפים - אפילו הדור החדש ביותר של טכנולוגיות ריצוף מייצר נתונים מקוטעים מאלפי מקטעי דנ"א קצרים שאורכם נע בין 50 ל-1000bp.
רצפי דנ"א קצרים אלה – הנקראים קריאות – צריכים להיות מורכבים כדי לשחזר את הרצף המלא של גנום בתהליך שנקרא הרכבת גנום.
ישנם ארבעה שלבים עיקריים בכל הרכבת גנום של הדור הבא - ניתוח נתונים גולמיים, הרכבת קונטיג, פיגומים, ולבסוף סגירת פערים.
הצעד הראשון הוא לנתח את הנתונים הגולמיים שנרכשו לאיכות - ולאחר מכן לחסל כל זיהום, נתונים מוטים, או קריאות באיכות ירודה עם מספר רב של נוקלאוטידים לא ידועים.
לאחר מכן, הקריאות הנקיות נחתכות כדי להסיר את רצפי המתאם מקצותיהם. כל הבסיסים בקצות השבר שאינם עוברים את סף האיכות נחתכים גם הם.
לאחר מכן, כלי הרכבה מתאים משמש להרכבת הקריאות לרצפים רציפים - הנקראים contigs - בהתבסס על מקטעי הדנ"א החופפים.
ניתן להשתמש בהרכבה השוואתית של גנום כאשר גנום ייחוס של אורגניזם קרוב זמין כדי לכוון את השחזור של הגנום החדש. כאן, הקריאות מיושרות לגנום הייחוס, וזה מספק פריסה לשלבים נוספים בהרכבת הגנום.
לחלופין, הרכבת גנום דה נובו צריכה להתבצע בהיעדר גנום ייחוס. כאן, הקריאות החופפות משמשות כדי לכוון את הרצפים לקונטיגים ארוכים יותר.
בשלב הבא, הקריאות הקצרות הזוגיות - שהן קריאות תלויות בסוף הקונטיגס - משמשות לפיגומים של הגנום.
המרווחים בין הקונטיגס הסמוכים מלאים ב-Ns במקרה של רצפים לא ידועים. עם זאת, אם קריאות ארוכות שאורכן עולה על 1kb משמשות לתפירת קונטיגים יחד, ניתן למלא את הפערים ברצפים ממשיים.
התוצאה היא גנום מורכב שצריך להוסיף לו הערות בעזרת כלים אוטומטיים - תהליך שנקרא ביאור גנום.
שתי המטרות העיקריות של ביאור גנום הן מבנה גנים וחיזוי תפקוד גנים, הידועים בכינוים ביאור מבני וביאור פונקציונלי, בהתאמה.
בעוד הביאור המבני מוביל לזיהוי האלמנטים הגנומיים כגון אזורי קידוד, מוטיבים רגולטוריים וכו '; הביאור הפונקציונלי מסייע לזהות נכונה את הפונקציה הביולוגית של אלמנטים מבניים אלה במיוחד, גנים מקודדי חלבונים.
כלי ביאור גנום משתמשים בנתונים זמינים, כולל תעתיקים ידועים, רצפי חלבונים או אותות, גנים חזויים מרצף גנומים אחר, או חתימות של תחומים שמורים, כהפניות לכל ביאור חדש.
ברגע שהתוכנה מיישרת את הנתונים הזמינים האלה לטיוטת הגנום, יש לסנן וללטש אותם באופן ידני או באמצעות כלי ביאור כדי לקבל קבוצה סופית של ביאורי גנים.
הגנום מתייחס לכל החומר הגנטי באורגניזם. זה יכול לנוע בין כמה מיליוני זוגות בסיסים בתאים מיקרוביאליים לכמה מיליארדי זוגות בסיסים באורגניזמים איקריוטיים…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.