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Ordinamento del fucile da caccia

L'ordinamento del fucile da caccia è il metodo impiegato per ordinare il genoma umano da Craig Venter a genomica di Celera. Il primo metodo di DNA che ordinano, il metodo a catena di chiusura o Sanger che ordina, è limitato ad una lunghezza a catena del DNA di massimo di circa 1.000 coppie di basi. D'altra parte, fucile da caccia che ordina gli aumenti la somma totale di DNA che può essere ordinata. È più di una strategia che un metodo distinto.

Un approccio del fucile da caccia in primo luogo è stato usato per presto l'ordinamento dei genoma piccoli come il virus del mosaico del cavolfiore. Più successivamente, i metodi del fucile da caccia si sono adattati (con lo sviluppo degli algoritmi potenti del computer) per l'ordinamento e la riunione dei genoma grandi, specialmente il genoma umano.

DNA che ordina foglio dei risultati. Credito di immagine: SINITAR/Shutterstock
DNA che ordina foglio dei risultati. Credito di immagine: SINITAR/Shutterstock

Il metodo di Sanger

Le coppie di basi sono le particelle elementari di DNA. I quattro nucleotidi, o le basi, sono adenosina, citosina, guanina e timine (abbreviate come A, la C, il G e T, rispettivamente). L'adenosina accoppia con le timine e la citosina accoppia con guanina, in modo da una singola catena incagliata di AGTTAC accoppierebbe con una catena complementare di TCAATG. I fili di questi hanno accoppiato le catene per il reticolo esperto della doppia elica di DNA.

Il metodo di Sanger di ordinamento è sufficiente per la lettura delle sequenze di brevi catene, ma è insufficiente per le sequenze più lunghe. Il genoma umano ha circa tre miliardo nucleotidi e molti altri genoma e sequenze che sono di interesse a scienza sono egualmente troppo grandi per l'ordinamento di Sanger.

Frammentazione del fucile da caccia delle sequenze

Verso la fine degli anni 90, Craig Venter ha adattato l'approccio del fucile da caccia ai grandi genoma. In quel metodo, il DNA è a caso rotto in molti piccoli pezzi, clonati in un host batterico ed ordinati facendo uso della chiusura a catena. I giri multipli di frammentazione e di ordinamento sono effettuati, creanti le sequenze di sovrapposizione. Gli algoritmi potenti del computer poi sono usati per riunire la sequenza.

Venter in primo luogo ha sviluppato il suo fucile da caccia che ordina il metodo mentre lavorava a Hemophilus influenzae batterico di specie agli istituti della sanità nazionali (NIH) negli Stati Uniti. Il progetto ha richiesto quattro mesi, confrontati a tredici gli anni ricercatori spesi ordinando Escherichia coli facendo uso di Sanger che ordina e dieci anni per gli organismi del lievito.

L'alternativa allora era di creare una mappa di basso risoluzione del genoma in primo luogo e poi esegue un calcolo del numero minimo dei frammenti stati necessari per ordinare l'intero genoma. Il genoma era a caso poi alto rotto nei frammenti e nei frammenti clonati nei host batterici. Sulla base della mappa, i frammenti clonati sono stati montati in un'impalcatura, o il percorso della piastrellatura, che riguarda teoricamente l'intera sequenza e quei frammenti sono stati ordinati.

L'ordinamento del fucile da caccia era un'alternativa più diretta, ma richiesto molto più potenza di calcolo, spingente allora i limiti delle aziende di trasformazione disponibili.

Estremità accoppiate

Sanger che ordina originalmente ha funzionato in una direzione soltanto, cominciando dall'estremità principale 5 e dal lavoro verso l'estremità principale 3. Tuttavia, ordinare da entrambe le estremità del filo aumenta la lunghezza colta e può correggere determinati generi di errori nel trattamento d'ordinamento. Il fucile da caccia che ordina usa solitamente una strategia accoppiata di conclusioni.

Vantaggi e svantaggi di ordinamento del fucile da caccia

L'ordinamento del fucile da caccia ha presentato una serie di vantaggi importanti sopra i metodi precedenti:

  • Più velocemente perché il trattamento di mappatura si è eliminato
  • Usa meno DNA che altri metodi
  • Meno costoso che gli approcci che richiedono una mappa

Alcuni svantaggi di ordinamento del fucile da caccia includono:

  • Richiede la potenza di elaborazione del computer oltre ché laboratorio ordinario possederebbe
  • Può introdurre gli errori nel processo di montaggio
  • Richiede un genoma di riferimento
  • Non può potere montare le sequenze ripetitive

Sorgenti

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Catherine Shaffer

Written by

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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