4.13
Секвенирование нового поколения — это собирательное название для группы технологий, которые могут способствовать относительно быстрому получению данных о последовательностях многих различных видов или групп особей.
Эти данные могут быть использованы для мелкомасштабной популяционной генетики или клинических исследований, и эти технологии быстрее и экономически эффективнее, чем традиционные методы секвенирования.
Существует множество методов секвенирования нового поколения, но, пожалуй, самым популярным является обратимое терминаторное секвенирование. Другие включают пиросеквенирование и секвенирование методом лигирования.
При обратимом секвенировании терминатора чистая геномная ДНК сначала разрезается на более мелкие фрагменты по 100-1000 пар оснований. Специальные адаптеры, которые представляют собой олигонуклеотидные последовательности с праймерными сайтами, затем лигируются к обоим концам этих фрагментов ДНК.
Затем одноцепочечные фрагменты ДНК загружаются на специализированный чип, называемый проточной ячейкой, который предварительно покрыт короткими олигонуклеотидными последовательностями, комплементарными адаптерным последовательностям. Фрагменты ДНК связываются с чипом через свои адаптеры.
На стадии амплификации ДНК-полимераза затем используется для синтеза комплементарной цепи ДНК. Двухцепочечная ДНК денатурируется, а исходный шаблон смывается.
Оставшаяся комплементарная нить затем изгибается и образует мостовидную структуру с помощью второго адаптера на другом конце.
Затем ДНК-полимераза может синтезировать комплементарную цепь изогнутой цепи ДНК — процесс, называемый амплификацией моста.
Двухцепочечный мост снова денатурируется для генерации линейной одноцепочечной ДНК, которая впоследствии может создавать новые мостики на чипе.
ДНК-полимераза продолжает эти циклы амплификации мостов, синтезируя тысячи копий фрагмента ДНК и приводя к образованию клональных кластеров.
Затем все обратные комплементарные цепи смываются с чипа, оставляя иммобилизованными только прямые нити ДНК.
Реакция секвенирования начинается с добавления ДНК-полимеразы модифицированных dNTP, помеченных четырьмя различными флуоресцентными метками. Эти dNTP также содержат 3'-блокирующую группу, называемую обратимым терминатором, которая позволяет добавлять только один dNTP за раз.
После каждого раунда добавления dNTP к растущей цепи чип визуализируется, и длина волны излучения от каждого кластера ДНК используется для идентификации основания.
Последовательность флуоресцентных изображений проточной ячейки, полученная после каждого добавления dNTP, используется для определения последовательности фрагментов ДНК.
Первый проект по секвенированию генома человека стоил 2,7 миллиарда долларов и был объявлен завершенным в 2003 году, после 15 лет международного сотру…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.