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Il sequenziamento di nuova generazione è il nome collettivo di un gruppo di tecnologie in grado di facilitare la generazione relativamente rapida di dati di sequenza da molte specie diverse o da gruppi di individui.
Questi dati possono essere utilizzati per la genetica di popolazione su larga scala o per studi clinici e queste tecnologie sono più veloci ed efficienti in termini di costi rispetto ai metodi di sequenziamento tradizionali.
Esistono molti metodi di sequenziamento di nuova generazione, ma probabilmente il più popolare è il sequenziamento reversibile dei terminatori. Altri includono il pirosequenziamento e il sequenziamento per legatura.
Nel sequenziamento reversibile del terminatore, il DNA genomico puro viene prima tagliato in frammenti più piccoli di 100-1000 coppie di basi. Adattatori speciali, che sono sequenze di oligonucleotidi con siti di primer, vengono quindi legati a entrambe le estremità di questi frammenti di DNA.
I frammenti di DNA a filamento singolo vengono quindi caricati su un chip specializzato chiamato cella a flusso che è pre-rivestito con brevi sequenze oligonucleotidiche complementari alle sequenze adattatrici. I frammenti di DNA si legano al chip attraverso i loro adattatori.
Nella fase di amplificazione, la DNA polimerasi viene quindi utilizzata per sintetizzare un filamento di DNA complementare. Il DNA a doppio filamento viene denaturato e il modello originale viene lavato via.
Il filamento complementare rimanente si piega e forma una struttura simile a un ponte utilizzando il secondo adattatore all'altra estremità.
La DNA polimerasi può quindi sintetizzare un filamento complementare del filamento di DNA piegato, un processo chiamato amplificazione a ponte.
Il ponte a doppio filamento viene nuovamente denaturato per generare DNA lineare a singolo filamento, che può successivamente creare nuovi ponti sul chip.
La DNA polimerasi continua questi cicli di amplificazione a ponte, sintetizzando migliaia di copie di un frammento di DNA e provocando la generazione di cluster clonali.
Tutti i filamenti complementari inversi vengono quindi lavati via dal chip, lasciando immobilizzati sul chip solo i filamenti di DNA anteriori.
La reazione di sequenziamento inizia con l'aggiunta di DNA polimerasi di dNTP modificati contrassegnati con quattro diverse etichette fluorescenti. Questi dNTP contengono anche una porzione di blocco 3', chiamata terminatore reversibile, che consente l'aggiunta di un solo dNTP alla volta.
Dopo ogni ciclo di aggiunta di dNTP al filamento in crescita, il chip viene ripreso e la lunghezza d'onda di emissione di ciascun cluster di DNA viene utilizzata per identificare la base.
La sequenza di immagini a fluorescenza della cella di flusso catturate dopo ogni aggiunta di dNTP viene utilizzata per determinare la sequenza dei frammenti di DNA.
Il primo progetto di sequenziamento del genoma umano è costato 2,7 miliardi di dollari ed è stato dichiarato completato nel 2003, dopo 15 anni di coop…
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