Бүрэн геномын секвенсинг хийх

Бүрэн бүтэн геномыг секвенслэх гэдэг нь генийн секвенсийн томруулсан хувилбар огтхон ч биш билээ. Секвенсингийн хийгдэх дээд хязгаар нь 500 base pair байдаг. Харин геномын урт нь хэдэн арван мянгаас хэдэн сая base pair хүрэх нь бий. Тиймээс бүрэн геномын секвенсинг хийхийн тулд геномыг жижиг хэсгүүдэд хувааж түүнийгээ секвенсингт оруулж дараа нь нийлүүлэх замаар хийх болно.

Shotgun арга

ДНХ-ийн секвенсингийн Shotgun арга нь бүрэн автоматжисан арга юм. Энэ нь санамсаргүй байдлаар ДНХ-г хувааж дараа нь секвенсингт оруулна. Тодорхой урттай фрагментуудыг (ойролцоогоор 2000 Kb) плазмид руу зөөвөрлөн оруулдаг. Плазмид нь тухайн ДНХ-ийн хэсгийг авсан бол хурдан хуваагдан олшрохдоо тухайн генийн хэсгийг мөн адил олшруулна (ДНХ-ийн клонинг).

Клоноор гаргаж авсан ДНХ-ийн дарааллын төгсгөлийн хэсгүүдийг секвенсингт оруулна. Ердөө 400-500 Кb урттай суурийн дарааллыг секвенсингт оруулах боломжтой тул клонингт орсон ДНХ-ийн хэсгийг бүрэн секвенсингт оруулах боломжгүй юм. Гэвч олон дахин санамсаргүйгээр тасалж авсан ДНХ-ийн хэсгүүдийг клонингт оруулж төгсгөлийн хэсгүүдийг секвенсингт оруулснаар эцэст нь давхцсан хэсгүүдийг хасаж нийлүүлэлт хийснээр бүрэн геномыг гаргаж авна. Тиймээс Shotgun аргаар тухайн геномын уртаас 5-6 дахин урттай дарааллыг секвенсингт оруулах хэрэгтэй болдог.

Shotgun аргын хамгийн эцсийн шат нь секвенсингээр гаргаж авсан хэсгүүдийг нийлүүлэх шат байдаг. Нийлүүлэлт нь ихэвчлэн төгс болдоггүй. Учир нь нийлүүлэлтийн эцэст үргэлжилсэн нэг бүхэл дараалал бий болдоггүй билээ. Нийлүүлэлтийн явцад урт contig-ууд үүсдэг. Энэ нь харьцангуй урт үргэлжилсэн хэсгүүд юм. Contig-уудыг холбохын тулд тэдгээрийн хоорондох зайг нөхөх ёстой болдог. Энэ зай нь тухайн хэсгийг төлөөлөх хангалттай ДНХ клонингт ороогүйгээс үүдэлтэй байдаг. Үүнийг нөхөхийн тулд дахин клонинг хийх эсвэл тухайн хэсгийг PCR-т олшруулдаг байна.

Shotgun секвенсингийн арга нь ихэвчлэн бага геномт организмын геномыг бүрэн гаргаж ирэхэд хэрэглэгддэг. Гэвч саяхан Celera Genomics компани Shotgun арга нь том хэмжээний геномыг ялгахад хэрэглэгдэж болохыг нотолжээ. Тэд Drosophila melanogaster-ийн геномыг бүрэн ялгаж авсан билээ.

Клон Contig-ийн арга

Клон contig-ийн арга нь shotgun aргын оролцоог шаарддаг ч илүү бага хэмжээнд хэрэглэгддэг юм. Энэ нь бүхэл геномыг санамсаргүйгээр таслахын оронд рестрикцийн фрагментүүдийг үүсгэдэг. Рестрикцийн фрагментүүдийг вектор, плазмидад хийж олшруулна. ДНХ-г рестрикцийн энзимээр тасална. Энэ энзим нь тодорхой хэсгүүдээр, ихэвчлэн 6-10 base pair урттай хэсгүүдээр таньж тасалдаг энзим юм. Цэвэр статистикаар бол ямар ч суурь дөрөвт нэг тохиолдох магадлалтай байдаг. N тооны үлдэгдэлийн дараалал 4N-т нэг тохиолдох магадлалтай. 6-10 суурийн дараалалтай хэсгээр таслах нь маш ховор байдаг. Тиймээс ямар ч геном нь тодорхой загвартай хэсгүүдээр таслагддаг байна.

Клонингт орсон рестрикцийн фрагментүүдийг стандарт shotgun-ы аргаар секвенсингт оруулж нийлүүлдэг. Гэвч рестрикцийн фрагментүүдийг бүхэл бүтэн геном болгон нийлүүлэх нь ярвигтай зүйл юм. Геномыг рестрикцийн энзимээр үйлчлүүлэхэд энэ нь боломжит хэмжээнээсээ ердөө хагас хувиар таслагддаг юм. Тиймээс рестрикцийн сайтуудыг эргэн холбоход урьд нь таслагдаагүй хэсэгт холболт хийгдэж болох бөгөөд энэ нь олон тооны давхардсан хэсэгтэй геномыг бий болгох нь бий.

Хромосомын алхалт нь тодорхой клоноос процессоо эхлүүлээд улмаар дараачийн давхардсан клоныг олох замаар явдаг арга юм. Геномыг олон янзын нарийвчлалтайгаар зургийг нь гаргаж авах боломжтой. Геномын холбоост зураг нь хромосом дээрх тухайн локус нь фенотипт илрэх шинж тэмдэгтэй хэрхэн уялдсан байдлаас нь хамааран гаргасан зураг юм. Энэ зураг нь бүрэн геномын хувьд тийм ч нарийвчлалтай байж чаддаггүй ч организмаасаа хамаараад зарим тохиолдолд маш нарийн байх нь бий. Энэ нь тухайн шинж тэмдгийг нөхцөлдүүлэгч ДНХ-ийн дарааллыг нарийн гаргасан байдаг бөгөөд геномын бүрэн зургийн схем болж өгдөг.

LIMS минисеквенсүүдийг дагах нь

Секвенсингийн төслийг хийж байх явцад геномоос ялгаж авсан сая сая ДНХ-ийн дээжүүдийг ялгаж, ангилах нь мэдээллийн технологийн өмнө тулгараад байгаа томоохон даваануудын нэг билээ. Дээж геномын хаанаас ирсэн, дээж нь ямар контейнерт хамаарах вэ, контейнерүүд нь ямар том агуулахын системийн хэсэгт хамаарах вэ, эцэст нь аль өгөгдөл ямар дээжид хамаарах вэ гэдгийг дагаж тогтоох нь маш ярвигтай ажил юм.  Лабораторийн мэдээллийн менежментийн систем (LIMS) нь энэ төрлийн зүйлийг хийхэд зориулагдсан юм. Гэвч энэ нь сайжруулалтынхаа шатанд явж байгаа програм ажээ. Хемоинформатик, microarray зэрэгт LIMS-г ашиглах нь бий.

Advertisements

Хариулт үлдээх

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Өөрчлөх )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Өөрчлөх )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Өөрчлөх )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Өөрчлөх )

Connecting to %s