Zeitschrift für Angewandte Bioinformatik und Computational Biology

Sequenzanalyse

Die Sequenzanalyse ist ein Bereich der biologischen Forschung, in dem die genomischen Elemente bestimmter Lebensformen untersucht werden. Die Sequenzanalyse kann die Sequenzausrichtung, die DNA-Gruppierung und andere genomische Strukturmerkmale umfassen. Bei der manuellen Sequenzierung erfolgt die Reaktion in vier einzelnen Röhrchen, von denen jede ein alternatives ddNTP enthält. Dementsprechend wird das Röhrchen, das ddATP enthält, Abschnitte haben, die alle mit einem Adenosin (A) enden, das Röhrchen mit ddGTP wird Stücke haben, die mit einem Guanin (G) enden und so weiter.

Die Gegenstände aus den vier Röhrchen laufen in parallelen Bahnen eines Gels weiter. Die Abbildung rechts zeigt die Konsequenzen der manuellen Sequenzierung. Die Ergebnisse der DNA-Sequenzierung kann man sich vor dem Hintergrund der Tatsache vorstellen, dass das Vorprodukt mit einer radioaktiven Markierung versehen ist. Als man einem Stück Röntgenstrahlfilm ausgesetzt wurde, zeigte die Radioaktivität, dass der Film als mattes Band erschien. Die Abfolge wird dann vom Wissenschaftler oder Spezialisten anhand des Films durchgelesen. Die Ergebnisse der Nachfolge werden in vier parallelen Pfaden auf einem Gel gestapelt. In dieser Abbildung enthält der erste Pfad die Elemente aus der Antwort, die ddCTP enthalten.

Auf diese Weise spricht jede Bande, die in diesem Pfad erscheint, zu einem Sequenzierungselement, das bei einem C endet. Das Gel isoliert die Sequenzierungselemente unter Berücksichtigung der Größe; Kleinere Abschnitte durchlaufen das Gel schneller als größere Abschnitte. Die vier Pfade werden gemeinsam in einer Ebenenhierarchie von der Basis (am kleinsten) bis zum Beat (am größten) durchgegangen. Die blaue Linie folgt der Aufforderung, die Gruppen durchzugehen und nebenbei die Abfolge der Abschnitte zu demonstrieren. Die Reaktion bei der maschinellen Sequenzierung ist grundsätzlich dieselbe wie bei der manuellen Sequenzierung.

Es gibt zwei Hauptkontraste: das Markieren und das Lesen. Bei der computergestützten Sequenzierung werden die Gegenstände mit einer fluoreszierenden Farbe und nicht mit einem radioaktiven Namen gekennzeichnet. Es gibt vier fluoreszierende Farben, die jeweils mit einem alternativen ddNTP verglichen werden. ddATP ist grün, ddTTP ist rot, ddCTP ist blau und ddGTP ist gelb. Auf diese Weise hat jeder Abschnitt an seinem Ende eine alternative Schattierung, abhängig davon, welches Endnukleotid (ddNTP) ist. Dadurch können die Ergebnisse der Sequenzierung auf einem einzelnen Weg eines Gels statt auf vier parallelen Wegen weitergeführt werden.