DNK sekvencer

DNK sekvencer je naučni instrument koji se koristi za automatizaciju procesa DNK sekvenciranja. Za dati uzorak DNK, DNK sekvencer koristi se za određivanje redoslijeda četiri baze: G (guanin), C (citozin), A (adenin) i T (timin). Ovo se zatim prijavljuje kao tekst string, koji se naziva čitanje. Neki DNK sekvenceri se također mogu smatrati optičkim instrumentima jer analiziraju svetlosne signale koji potiču od fluorohroma vezanih za nukleotide.

Prvi automatizirani DNK sekvencer, koji je izumio Lloyd M. Smith, predstavio je Applied Biosystems 1987.^[1] Koristio je metod Sangerovsko sekvenciranje, tehnologiju koja je činila osnovu "prve generacije" DNK sekvencera ^[2][3] i omogućio završetak Projekta ljudskog genoma u 2001.^[4] Ova prva generacija DNK sekvencera su u suštini automatizovani elektroforezni sistemi koji detektuju migraciju obeleženih DNK fragmenata. Stoga se ovi sekvenceri također mogu koristiti u genotipizaciji genetičkih markera, gdje je potrebno odrediti samo dužinu fragmenta DNK (npr. mikrosateliti, AFLP-ovi).

Projekt ljudskog genoma podstakao je razvoj jeftinijih, visokopropusnih i preciznijih platformi poznatih kao sekventori sljedeće generacije (NGS) za sekvenciranje ljudskog genoma. To uključuje 454, SOLiD i Illumina platforme za sekvenciranje DNK. Sljedeće generacije strojeva za sekvenciranje značajno su povećale stopu sekvenciranja DNK u usporedbi s prethodnim Sangerovim metodama. Uzorci DNK mogu se automatski pripremiti za samo 90 minuta,^[5] dok se ljudski genom može sekvencirati na 15 puta pokrivenosti za nekoliko dana.^[6]

Novija, treća generacija DNK sekvencera kao što su PacBio SMRT i Oxford Nanopore mjere dodavanje nukleotida jednoj molekuli DNK u realnom vremenu. Obe tehnologije nude mogućnost sekvenciranja dugih molekula, u poređenju sa tehnologijama za kratko čitanje kao što su Illumina SBS ili DNBSEQ kompanije MGI Tech.

Zbog ograničenja u tehnologiji DNK sekvencera, očitavanja mnogih od ovih tehnologija su kratka, u poređenju sa dužinom genoma; stoga čitanja moraju biti sastavljena u duže kontige.^[7] Podaci također mogu sadržati greške, uzrokovane ograničenjima u tehnici sekvenciranja DNK ili greškama tokom PCR amplifikacija. Proizvođači DNK sekvencera koriste brojne različite metode da otkriju koje su baze DNK prisutne. Specifični protokoli koji se primjenjuju na različitim platformama za sekvenciranje imaju uticaj na konačne podatke koji se generiraju. Stoga, poređenje kvaliteta podataka i troškova u različitim tehnologijama može biti zastrašujući zadatak. Svaki proizvođač daje svoje vlastite načine informiranja o greškama u sekvenciranju i rezultatima. Međutim, greške i rezultati između različitih platformi ne mogu se uvijek direktno porediti. Budući da se ovi sistemi oslanjaju na različite pristupe sekvenciranju DNK, izbor najboljeg DNK sekvencera i metoda obično će ovisiti o ciljevima eksperimenta i dostupnom budžetu.^[2]

1. ^ Cook-Deegan, Robert Mullan (1991). "Origins of the Human Genome Project". FASEB Journal. University of Washington. 5 (1): 8–11. doi:10.1096/fasebj.5.1.1991595. PMID 1991595. S2CID 37792736. Pristupljeno 20. 10. 2014.
2. ^ ^{a b} Metzker, M. L. (2005). "Emerging technologies in DNA sequencing". Genome Res. 15 (12): 1767–1776. doi:10.1101/gr.3770505. PMID 16339375.
3. ^ Hutchison, C. A. III. (2007). "DNA sequencing: bench to bedside and beyond". Nucleic Acids Res. 35 (18): 6227–6237. doi:10.1093/nar/gkm688. PMC 2094077. PMID 17855400.
4. ^ F. S. Collins; M. Morgan; A. Patrinos (2003). "The Human Genome Project: lessons from large-scale biology". Science. 300 (5617): 286–290. Bibcode:2003Sci...300..286C. doi:10.1126/science.1084564. PMID 12690187. S2CID 22423746.
5. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom a tale of three
6. ^ Michael A. Quail; Iwanka Kozarewa; Frances Smith; Aylwyn Scally; Philip J. Stephens; Richard Durbin; Harold Swerdlow; Daniel J. Turner (2008). "A large genome centre's improvements to the Illumina sequencing system". Nat Methods. 5 (12): 1005–1010. doi:10.1038/nmeth.1270. PMC 2610436. PMID 19034268.
7. ^ Heng Li, Jue Ruan, and Richard Durbin (2008) http://genome.cshlp.org/content/18/11/1851 Mapping short DNA sequencing reads and calling variants using mapping quality scores. Genome Research.