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유기체의 전체 게놈은 연속적인 염기서열분석(sequences)으로 염기서열분석(sequenceing)할 수 없으며, 심지어 최신 세대의 염기서열분석 기술조차도 50-1000bp 길이의 수천 개의 짧은 DNA 단편으로부터 단편화된 데이터를 생성합니다.
리드(read)라고 하는 이러한 짧은 DNA 염기서열은 게놈 조립(genome assembly)이라는 과정에서 게놈의 전체 염기서열을 재구성하기 위해 조립되어야 합니다.
모든 차세대 게놈 조립에는 원시 데이터 분석, contig 조립, 스캐폴딩, 그리고 마지막으로 갭 해소의 네 가지 주요 단계가 있습니다.
첫 번째 단계는 품질을 위해 획득한 원시 데이터를 분석한 다음 오염, 편향된 데이터 또는 알려지지 않은 뉴클레오티드가 많은 저품질 판독을 제거하는 것입니다.
다음으로, 클린 리드를 잘라 끝에서 어댑터 시퀀스를 제거합니다. 품질 임계값을 통과하지 못하는 단편 끝단의 모든 염기도 트리밍됩니다.
그런 다음, 잘 어울리는 조립 도구를 사용하여 겹치는 DNA 세그먼트를 기반으로 판독값을 contigs라고 하는 연속적인 시퀀스로 조립합니다.
비교 게놈 조립은 밀접하게 관련된 유기체의 참조 게놈이 새로운 게놈의 재구성을 지시할 수 있을 때 사용할 수 있습니다. 여기서 판독은 참조 게놈에 정렬되며, 이는 게놈 어셈블리의 추가 단계를 위한 레이아웃을 제공합니다.
대안적으로, de novo 게놈 조립은 reference genome이 없는 상태에서 수행되어야 합니다. 여기서, 중첩 읽기는 시퀀스를 더 긴 contigs로 방향을 지정하는 데 사용됩니다.
다음 단계에서는 쌍을 이룬 짧은 읽기(contigs의 끝에서 돌출된 읽기)가 게놈을 스캐폴딩하는 데 사용됩니다.
인접한 contigs 사이의 간격은 알 수 없는 시퀀스의 경우 Ns로 채워집니다. 그러나 길이가 1kb 이상인 긴 읽기를 사용하여 contigs를 함께 연결하는 경우 갭을 실제 시퀀스로 채울 수 있습니다.
그 결과 조립된 게놈이 생성되며, 이 게놈 주석(genome annotation)이라는 프로세스인 자동화된 도구를 사용하여 주석을 달
아야 합니다.게놈 주석의 두 가지 주요 목적은 유전자 구조와 유전자 기능 예측이며, 각각 일반적으로 구조적 주석과 기능 주석으로 알려져 있습니다.
구조적 주석은 코딩 영역, 조절 모티프 등과 같은 게놈 요소의 식별로 이어지지만, 기능적 주석은 이러한 구조 요소, 특히 단백질 코딩 유전자의 생물학적 기능을 올바르게 식별하는 데 도움이 됩니다.
게놈 주석 도구는 알려진 전사체, 단백질 또는 신호 염기서열, 다른 염기서열 분석된 게놈에서 예측된 유전자 또는 보존된 도메인의 시그니처 등 사용 가능한 데이터를 새로운 주석에 대한 참조로 사용합니다.
소프트웨어가 이 사용 가능한 데이터를 초안 게놈에 정렬하면 수동으로 또는 주석 도구를 사용하여 필터링하고 다듬어 최종 유전자 주석 세트를 얻어
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