Arranjar em seqüência da espingarda

Arranjar em seqüência da espingarda é o método usado para arranjar em seqüência o genoma humano por Craig Venter na genómica de Celera. O primeiro método do ADN que arranjam em seqüência, o método chain da terminação ou Sanger que arranjam em seqüência, são limitados a um comprimento chain do ADN do máximo de aproximadamente 1.000 pares baixos. Por outro lado, espingarda que arranja em seqüência aumentos a quantidade total de ADN que pode ser arranjada em seqüência. É mais de uma estratégia do que um método distinto.

Uma aproximação da espingarda foi usada primeiramente cedo arranjando em seqüência de genomas pequenos como o vírus do mosaico da couve-flor. Mais tarde, os métodos da espingarda foram adaptados (com a revelação de algoritmos poderosos do computador) arranjando em seqüência e remontando grandes genomas, especialmente o genoma humano.

ADN que arranja em seqüência a folha do resultado. Crédito de imagem: SINITAR/Shutterstock
ADN que arranja em seqüência a folha do resultado. Crédito de imagem: SINITAR/Shutterstock

O método de Sanger

Os pares baixos são os blocos de apartamentos de ADN. Os quatro nucleotides, ou as bases, são adenosina, cytosine, guanina, e thymine (abreviado como A, C, G, e T, respectivamente). A adenosina emparelha-se com o thymine, e o cytosine emparelha-se com a guanina, assim que uma única corrente encalhada de AGTTAC emparelhar-se-ia com uma corrente complementar de TCAATG. As costas destes emparelharam correntes para o teste padrão familiar da hélice dobro do ADN.

O método de Sanger de arranjar em seqüência é suficiente para ler as seqüências de correntes curtos, mas é inadequado para umas seqüências mais longas. O genoma humano tem aproximadamente três bilhão nucleotides, e muitos outros genomas e seqüências que são do interesse à ciência são igualmente demasiado grandes para arranjar em seqüência de Sanger.

Fragmentação da espingarda das seqüências

No final dos anos 90, Craig Venter adaptou a aproximação da espingarda aos grandes genomas. Nesse método, o ADN é aleatòria quebrado em muitas partes pequenas, clonadas em um anfitrião bacteriano, e arranjadas em seqüência usando a terminação chain. Os círculos múltiplos da fragmentação e de arranjar em seqüência são realizados, criando seqüências de sobreposição. Os algoritmos poderosos do computador são usados então para remontar a seqüência.

Venter desenvolveu primeiramente sua espingarda que arranja em seqüência o método ao trabalhar na espécie bacteriana Hemophilus - influenzae nos institutos de saúde nacionais (NIH) nos E.U. O projecto tomou quatro meses, comparados a treze anos pesquisadores gastados arranjando em seqüência Escherichia Coli usando Sanger que arranja em seqüência, e dez anos para organismos do fermento.

A alternativa era naquele tempo criar primeiramente um mapa da baixo-definição do genoma, e executa então um cálculo do número mínimo de fragmentos necessários para arranjar em seqüência o genoma inteiro. O genoma era então ascendente quebrado aleatòria em fragmentos e nos fragmentos clonados em anfitriões bacterianos. Baseado no mapa, os fragmentos clonados foram montados em um andaime, ou o trajecto da telha, que cobre teòrica a seqüência inteira, e aqueles fragmentos foram arranjados em seqüência.

Arranjar em seqüência da espingarda era uma alternativa mais directa, mas exigido muito mais potência informática, empurrando os limites de processadores disponíveis naquele tempo.

Extremidades emparelhadas

Sanger que arranja em seqüência originalmente trabalhou em um sentido somente, começando com a extremidade 5 principal e trabalhando para a extremidade 3 principal. Contudo, arranjar em seqüência de ambas as extremidades da costa aumenta o comprimento lido e pode corrigir com certeza tipos dos erros no processo arranjando em seqüência. A espingarda que arranja em seqüência utiliza geralmente uma estratégia emparelhada dos fins.

Vantagens e desvantagens de arranjar em seqüência da espingarda

Arranjar em seqüência da espingarda teve um número de vantagens importantes sobre métodos precedentes:

  • Mais rapidamente porque o processo de traço foi eliminado
  • Usa menos ADN do que outros métodos
  • Menos caro do que as aproximações que exigem um mapa

Algumas desvantagens de arranjar em seqüência da espingarda incluem:

  • Exige a potência de processamento do computador além de que laboratório ordinário possuiria
  • Pode introduzir erros no processo de conjunto
  • Exige um genoma da referência
  • Não pode poder montar seqüências repetitivas

Fontes

Further Reading

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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