Mis on haavlipüssi järjestamine?

Haavliga sekveneerimine on DNA järjestuse määramise meetod, mille käigus jagatakse DNA pikk osa füüsiliselt väikesteks (ligikaudu 2,000 aluspaari pikkuseks) fragmentideks, mis kloonitakse, sekveneeritakse ja arvutianalüüsi abil kokku pannakse. Selle töötas välja ja tegi kuulsaks Craig Venter ettevõttest Celera Corporation. Venter töötas selle tehnika välja 1996. aastal Genoomiuuringute Instituudis töötades.

Venter asutas Celera 1998. aastal eesmärgiga sekveneerida inimese genoom kolme aasta jooksul. See eesmärk oli otseses konkurentsis juba tegutseva inimgenoomi projektiga, ülikoolide konsortsiumiga, mis töötavad koos inimese genoomi järjestamiseks, kasutades vanemat strateegiat, mida nimetatakse kaardipõhiseks või BAC-BAC-järjestamiseks. See meetod hõlmas kõigepealt genoomi purustamist 150,000 XNUMX aluspaari tükiks, mida nimetatakse BAC-deks, BAC-de kokkupanemist ja seejärel iga BAC-i üksikasjalikku järjestamist.

Terve genoomi haavli järjestamine läheb mööda BAC-de loomisest ja kaardistamisest ning algab kohe DNA sekveneerimisega. Protsess algab suure molekulmassiga DNA proovi hankimisega huvipakkuvast organismist ja selle füüsilisest purustamisest väikesteks tükkideks, viies selle läbi kitsarööpmelise süstla või ultraheliga töötlemise, mis on viis proovi purustamiseks helilainete abil. Lõikamine on juhuslik protsess, nii et fragmentide jadad kattuvad teatud määral. Lõikamisega ei teki spetsiifiliselt sekveneerimiseks vajalikke 2,000 aluspaari fragmente, pigem tuleb segust puhastada soovitud suurusega fragmendid.

Järgmine samm on ühendada DNA fragmendid kandja DNA-ga, mida nimetatakse vektoriks. Seda protsessi nimetatakse kloonimiseks ja see loob sekveneerimisraamatukogu, millest luuakse kogu genoomi järjestus. Määratakse iga klooni järjestus raamatukogus ja igas fragmendis kattuvate või pidevate järjestuste leidmiseks kasutatakse arvutianalüüsi. Kattuvuste kokkupanek loob “kontiigi”, mis on pikk pidev DNA järjestuse lõik.

Haavlipüssi kloonimise tulemuseks on tavaliselt lüngad kontiigide vahel, kuna mõned järjestused puuduvad raamatukogust juhuslikult. Lünki saab täita, luues uue raamatukogu või kasutades teadaolevaid järjestusi, et ulatuda kontiigist väljapoole. Kuna püssi järjestuse määramine järjestab DNA fragmente juhuslikult, sekveneeritakse paljusid fragmente rohkem kui üks kord, mis loob suurema kindluse, et järjestus on õige, kui siis, kui iga fragmenti oleks sekveneeritud ainult üks või kaks korda.

Inimese genoomi sekveneeris nii Human Genome Project, kasutades kaardipõhist sekveneerimist, kui ka Celera, kasutades haavlipüssi järjestust. Haavlipüssi järjestamine on nüüd eelistatud meetod teist tüüpi genoomide sekveneerimiseks. Sel viisil on järjestatud paljude organismide, näiteks taime Arabidopsis thaliana, riisi, lehma, koera, kana, šimpansi, roti, hiire, paiskala ja paljude mikroorganismide täielikud genoomid.