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DNA del futuro que ordena técnicas

La secuencia de la DNA ha experimentado avances radicales desde que el primer Sanger que ordenaba método fue introducido en 1977. Secuencia de Sanger hecha uso agregado aleatoriamente cadena-terminando deoxynucleotides durante síntesis de la DNA para generar cadenas de la DNA de los largos que difieren por un par bajo. Ésos entonces fueron separados en un gel de poliacrilamida y “lea” de izquierda a derecha como un libro. Hoy, hay una amplia gama de métodos perfeccionados con resultados rápidos y exactos.

Serie de la DNA. Haber de imagen: Gio.tto/Shutterstock
Serie de la DNA. Haber de imagen: Gio.tto/Shutterstock

Del método de Sanger para escoger la secuencia de la molécula

A finales de los años 90 y de 2000s, el proyecto del genoma humano impulsó mejorías en el método ya mencionado de Sanger que incluyó la secuencia y la siguiente-generación enteras de la escopeta del genoma que ordenaban métodos. Rompiendo hacia arriba series grandes de la DNA y ordenándolas simultáneamente en una moda masivo paralela, los datos se podían generar más rápidamente. Con perfeccionar la informática, la serie podría entonces ser vuelta a montar y los genomas enteros comenzaron a ser decodificados.

Las compañías como Solexa y las tecnologías de la vida perfeccionaron en esos métodos con todo otra vez, creando la generación siguiente que ordenaba tecnologías. En la generación siguiente que ordena, los fragmentos del patrón de la DNA se sujetan a las superficies sólidas como las diapositivas de cristal o a los microbeads para un manejo automatizado, más alto de la producción. Algunas innovaciones químicas se han agregado en la secuencia de la segunda generación. Estos métodos fueron desarrollados y ganaron renombre en el 2000s.

Incluso más nuevos métodos ahora están en el horizonte. La única secuencia de la molécula (SMS) es una aproximación que sobrepasa la amplificación por la polimerización en cadena, un paso crucial en todas las tecnologías de la generación siguiente. La amplificación de la polimerización en cadena multiplica el fragmento original de la DNA del patrón por centenares o millares de épocas para poderla visualizar por métodos de detección ópticos.

Los métodos de SMS interrogan a una única molécula de la DNA, venciendo los problemas y las polarizaciones negativas introducidos por el proceso de la polimerización en cadena. Las ventajas potenciales de SMS sobre la secuencia de la siguiente-generación incluyen un tiempo de vuelta más rápido, leen más de largo los largos, una exactitud más alta, menos materia prima, y más barato. Se estima que con SMS, un genoma entero se pudo ordenar para tan poco como $100.

Análisis genético de Helicos

La plataforma genética del análisis de Helicos ordena las moléculas individuales de la DNA pegadas a una superficie plana mientras que son extendidas. Análogos fluorescente etiqueta del nucleótido, llamados nucleótidos Virtual Terminator. Esta tecnología todavía requiere una pausa después de que cada cartucho de la extensión para leer la serie, pero ella elimine el paso de la polimerización en cadena requerido para las tecnologías de la siguiente-generación como Illumina y Roche 454.

Las tasas de error sin procesar en la secuencia de un cabo individual de la DNA son el más de 5 por ciento. Sin embargo, al ordenar se realiza de una manera altamente paralela, la exactitud acabada consenso de la serie está sobre el 99 por ciento. Este método se puede también utilizar para ordenar el ARN directamente, por el transcriptase reverso que substituye para la polimerasa de DNA. El análisis genético de Helicos fue utilizado para ordenar el genoma de uno de sus co-fundadores, el Dr. Stephen Quake, para $50.000 inferiores en 2009. Sin embargo, Helicos archivó posteriormente para la quiebra del capítulo 11 en 2012.

Helicos High Speed Gene Sequencing

Secuencia en tiempo real de la única molécula

Las ciencia biológicas pacíficas desarrollaron la única molécula en tiempo real (SMRT) ordenando el método, que se basa en directamente la observación de síntesis de un único cabo de la DNA. La secuencia de SMRT hace uso de una cámara de la nanómetro-escala para aislar un único cabo de la DNA y la polimerasa de DNA. La molécula de la polimerasa de DNA se ancla y después se inunda con los nucleótidos fluorescente etiqueta.

Los nucleótidos pueden ser descubiertos mientras que difunden hacia abajo al cabo encuadernado de la DNA y son reconocidos e incorporados por la polimerasa de DNA. La difusión y el proceso de la extensión suceso en milisegundos, así que significa que la polimerasa de DNA está agregada varias bases por segundo. Porque el tinte fluorescente se sujeta al nucleótido a través de una cadena del fosfato, desconecta del nucleótido durante la reacción de la polimerasa de DNA, liberándose de la cadena creciente de la DNA.

Una ventaja importante de las tecnologías de SMS es que ordenan la molécula contínuo, bastante que deteniéndose brevemente para leer después de cada cartucho de la extensión baja. También, el método tiene la propensión a generar una serie más larga lee cuando está comparado a otras plataformas en el mercado hoy.

Single Molecule Real Time Sequencing - Pacific Biosciences

Fuentes

  1. http://smrt.med.cornell.edu/
  2. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022283675902132/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC431765/
  4. https://www.genomeweb.com/sequencing/helicos-biosciences-files-chapter-11-bankruptcy-protection

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Catherine Shaffer

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Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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