معلومة

أوجد طول تسلسل الحمض النووي؟

أوجد طول تسلسل الحمض النووي؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بالنظر إلى أن $ N = 5 times10 ^ 3 $ ومعدل الطفرة هو $ mu = 10 ^ {- 5} $ لكل موقع ، أوجد طول تسلسل الحمض النووي بحيث يكون احتمال حدوث طفرة M أكبر أو يساوي 0.95 .

هل هناك طريقة أو معادلة لهذا النوع من الحسابات؟


معدل الطفرة لكل نمط فردى لكل موقع هو $ mu = 10 ^ {- 5} $. بافتراض ازدواجية الصبغة وحجم السكان البالغ $ N = 5000 $ ، فإن معدل الطفرات السكانية لكل موقع هو $ 10 ^ {- 5} * 5000 * 2 = 0.1 $.

0.1 $ هو بالتالي احتمال حدوث طفرة في موقع معين (في جميع السكان). بالنسبة إلى 10 مواقع ، يكون احتمال حدوث طفرة موقع واحد على الأقل هو 1 دولار - (1-0.1) ^ {10} = 0.65 دولار.

الاحتمال الذي نستهدفه هو 0.95. لنكتب المعادلة

$$ 1 - (1-0.1) ^ {x} = 0.95 $$

، حيث $ x $ هو عدد المواقع التي نبحث عنها. عليك فقط إيجاد قيمة $ x $ الآن وتقريب العدد إلى العدد الصحيح الأكبر.


  • سيعزز تسلسل الجينوم بشكل كبير فهمنا للبيولوجيا الجينية ولديه إمكانات هائلة للتشخيص والعلاج الطبي.
  • مرت تقنيات تسلسل الحمض النووي على الأقل بثلاثة & ldquogenerations & rdquo: كان تسلسل سانجر وتسلسل جيلبرت من الجيل الأول ، وكان التسلسل الحراري من الجيل الثاني ، وتسلسل Illumina هو الجيل التالي.
  • يعتمد تسلسل سانجر على استخدام أدوات إنهاء السلسلة ، ddNTPs ، التي تتم إضافتها إلى خيوط الحمض النووي المتنامية وإنهاء التوليف في نقاط مختلفة.
  • يتضمن تسلسل Illumina تشغيل ما يصل إلى 500.000.000 تفاعل تسلسلي مختلف في وقت واحد على شريحة صغيرة واحدة. إنه يستخدم تفاعل النسخ المتماثل المعدل ويستخدم النيوكليوتيدات ذات العلامات الفلورية.
  • تسلسل البندقية هي تقنية لتحديد تسلسل الكروموسومات الكاملة والجينومات بأكملها بناءً على إنتاج أجزاء عشوائية من الحمض النووي التي يتم تجميعها بعد ذلك بواسطة أجهزة الكمبيوتر التي تطلب الأجزاء من خلال إيجاد نهايات متداخلة.
  • تسلسل الحمض النووي: تقنية مستخدمة في البيولوجيا الجزيئية تحدد تسلسل النيوكليوتيدات (A و C و G و T) في منطقة معينة من الحمض النووي
  • ديديوكسينوكليوتيد: أي نيوكليوتيد يتكون من ديوكسينوكليوتيد بفقدان مجموعة هيدروكسيل ثانية من مجموعة ديوكسي ريبوز
  • في المختبر: أي عملية كيميائية حيوية تتم خارج بيئتها البيولوجية الطبيعية ، كما هو الحال في أنبوب اختبار ، أو طبق بتري ، وما إلى ذلك (من اللاتينية لـ & ldquoin glass & rdquo)

تسلسل ديديوكسي

تذكر أن بوليميرات الحمض النووي تدمج النيوكليوتيدات (dNTPs) في خيط متزايد من الحمض النووي ، بناءً على تسلسل حبلا القالب. تضيف بوليميرات الحمض النووي قاعدة جديدة فقط إلى المجموعة 3 & rsquo-OH من حبلا موجود من الحمض النووي وهذا هو السبب في أن البادئات مطلوبة في تخليق الحمض النووي الطبيعي وفي تقنيات مثل PCR. تعتمد معظم تقنيات تسلسل الحمض النووي المستخدمة حاليًا على الدمج العشوائي للنيوكليوتيدات المعدلة التي تسمى النهايات. أمثلة على الإنهاء هي نيوكليوتيدات ديديوكسي (ddNTPs) ، التي تفتقر إلى مجموعة 3 & rsquo-OH وبالتالي لا يمكن استخدامها كموقع مرفق لإضافة قواعد جديدة إلى خيط متزايد من الحمض النووي (الشكل ( فهرس الصفحة <1> )). بعد دمج ddNTP في خيط من الحمض النووي ، لا يمكن أن يحدث استطالة أخرى. يتم تمييز المواد النهائية بأحد الأصباغ الفلورية الأربعة ، كل منها خاص بواحدة من قواعد النوكليوتيدات الأربعة.

الشكل ( PageIndex <1> ): ddNTPs (الأصل- Deyholos-CC: AN)

لتسلسل جزء من الحمض النووي ، تحتاج إلى عدة نسخ من هذا الجزء (الشكل ( فهرس الصفحة <2> )). على عكس PCR ، لا يؤدي تسلسل الحمض النووي إلى تضخيم التسلسل المستهدف ويتم استخدام تمهيدي واحد فقط. يتم تهجين هذا التمهيدي إلى الحمض النووي للقالب المشوه ، ويحدد مكان بدء تفاعل التسلسل في خيط القالب. يضاف خليط من dNTPs ، وإنهاء المسمى الفلوريسنت ، وبوليميراز الحمض النووي إلى أنبوب يحتوي على قالب هجين التمهيدي. سيقوم بوليميراز الحمض النووي بعد ذلك بتوليف خيط جديد من الحمض النووي حتى يتم دمج نيوكليوتيد ذي علامة فلورية ، وعند هذه النقطة يتم إنهاء التمديد. نظرًا لأن التفاعل يحتوي على ملايين من جزيئات القالب ، يتم تصنيع عدد مناظر من الجزيئات الأقصر ، وينتهي كل منها بعلامة الفلورسنت التي تتوافق مع القاعدة الأخيرة المدمجة.

الشكل ( PageIndex <2> ): تبدأ تفاعلات التسلسل بالعديد من النسخ المتطابقة من جزء قالب DNA. يتم تغيير طبيعة القالب ، ثم يتم تلدين الاشعال بالقالب. بعد إضافة البوليميراز ، dNTPS العادية ، وإنهاءات الفلورسنت المسمى ، يبدأ التمديد في موقع التمهيدي. يستمر الاستطالة حتى يتم دمج فاصل ذو علامة الفلورسنت (كما هو موضح هنا باللون). (الأصل- Deyholos-CC: AN)

يمكن تغيير طبيعة الخيوط المركبة حديثًا من القالب ، ثم فصلها كهربائياً بناءً على طولها (الشكل ( فهرس الصفحة <3> )). نظرًا لأن كل نطاق يختلف في الطول بواسطة نيوكليوتيد واحد ، ويتم التعرف على هوية هذا النيوكليوتيد من خلال تألقه ، يمكن قراءة تسلسل الحمض النووي ببساطة من ترتيب الألوان في النطاقات المتتالية. في الممارسة العملية ، يبلغ الحد الأقصى لطول التسلسل الذي يمكن قراءته من تفاعل تسلسلي واحد حوالي 700 نقطة أساس.

الشكل ( PageIndex <3> ): يمكن فصل المنتجات ذات العلامات الفلورية بشكل كهربائي على أساس طولها. (الأصل- Deyholos-CC: AN)

يُطلق على طريقة الرحلان الكهربي الحساسة بشكل خاص المستخدمة في تحليل تفاعلات تسلسل الحمض النووي اسم الرحلان الكهربائي الشعري (الشكل ( فهرس الصفحة <6> )). في هذه الطريقة ، يسحب التيار منتجات التسلسل من خلال مصفوفة تشبه الهلام مغلفة في أنبوب دقيق من البلاستيك الشفاف. كما هو الحال في الرحلان الكهربي التقليدي ، تتحرك الأجزاء الصغيرة بسرعة أكبر عبر الشعيرات الدموية. أثناء مرورهم عبر نقطة بالقرب من نهاية الشعيرات الدموية ، تتم قراءة كثافة الفلورسنت لكل صبغة. ينتج عن هذا رسم بياني يسمى كروماتوجرام. يتم تحديد التسلسل من خلال تحديد أعلى قمة (أي الصبغة مع إشارة الفلورسنت الأكثر كثافة) في كل موضع.

الشكل ( PageIndex <4> ): يمكن فصل المنتجات ذات العلامات الفلورية عن طريق الرحلان الكهربائي الشعري ، مما يؤدي إلى إنشاء مخطط كروماتوجرافي يمكن من خلاله قراءة التسلسل. (Wikipedia-Abizar Lakdawalla-PD)


هيكل الحمض النووي من قبل واتسون وكريك

عرض واطسون وكريك بنية الحمض النووي بعد دراسة مخطوطة العالمين لينوس بولينج وكوري. في عام 1953 ، أعطى لينوس بولينج وكوري التركيب ثلاثي الأبعاد للحمض النووي ، والذي لم يكن ناجحًا. ثم (في أوائل عام 1953) قام Watson و Crick معًا بدمج بيانات بدني و الخواص الكيميائية واقترح بنية مزدوجة حلزونية للحمض النووي. تشمل الخصائص الرئيسية لنموذج Watson و Crick للحمض النووي ما يلي:


الخصائص الفيزيائية للحمض النووي

  • وفقًا لنموذج Watson and Crick ، ​​فإن الحمض النووي هو حلزون مزدوج تقطعت به السبل ، والذي يتكون من سلسلتين عديد النوكليوتيدات. تكون سلسلتا عديد النوكليوتيدات ملتوية حلزونيًا أو حلزونيًا ، مما يعطيها a مثل سلم ملتوي بحث.
  • كل من خيوط الدنا متعددة النوكليوتيد لها أقطاب معاكسة ، مما يعني أن الخيطين سوف يعملان في الاتجاه المعاكس، أي واحد في 5'-3 'والآخر في اتجاه 3'-5'.
  • قطر الحلزون DNA تقطعت بهم السبل هو 20Å.
  • المسافة بين الاثنين النيوكليوتيداتأو المسافة بين النوى 3.4Å. طول الحلزون DNA هو 34Å بعد دورة كاملة ويمتلك 10 أزواج أساسية في كل دور.
  • الحمض النووي ملتوي في "الاتجاه الأيمن" أو يمكننا القول "في إتجاه دوران عقارب الساعة”.
  • يؤدي تحول الحمض النووي إلى تكوين مسافات بادئة واسعة ، أي "الأخدود الرئيسي". تشكل المسافة بين الجدولين مسافة بادئة ضيقة ، أي "أخدود طفيف". ينتج تكوين الأخاديد الرئيسية والثانوية بعد لف الحمض النووي كما تعمل الأخاديد كموقع لبروتينات ربط الحمض النووي.

الخواص الكيميائية للحمض النووي

  • هناك أربع قواعد نيوكليوتيد موجودة في سلسلة عديد النوكليوتيدات مثل الأدينين, جوانين, السيتوزين و الثايمين. الأدينين والجوانين هما قاعدتا البيورين اللذان لهما هيكل حلقة واحدة. السيتوزين والثايمين هما قاعدتا بيريميدين ، والتي لها هيكل مزدوج الحلقة.
  • يتم ضم الخيوط معًا بواسطة "الاقتران الأساسي التكميلي"من القواعد النيتروجينية. لذلك ، سوف تقترن قاعدة البيورين بشكل مكمل مع قاعدة بيريميدين ، حيث يتزاوج "Adenine" مع أزواج "Thymine" و "Guanine" مع "Cytosine".
  • ستنضم القواعد النوكليوتيدية في خيوط الدنا متعددة النوكليوتيدات مع بعضها البعض من خلال رابطة الهيدروجين.
  • Adenine أزواج مكملة مع الثايمين من خلال اثنين من الروابط الهيدروجينية، في حين أن الجوانين يتزاوج بشكل مكمل مع السيتوزين عن طريق ثلاث روابط هيدروجينية.
  • يتبع التركيب الأساسي للنيوكليوتيدات في الحمض النووي قاعدة Chargaff حيث يكون مجموع البيورينات مساويًا لعدد البيريميدين. التكوين الأساسي لـ أ + ج = تي + ج يخضع لقاعدة Chargaff ، لكن التكوين الأساسي لـ A + T لا يساوي G + C.
  • تتكون خيوط البولينوكليوتيدات من ثلاثة مكونات رئيسية ، وهي: القواعد النيتروجينية, ديوكسيريبوز السكر وأ فوسفات مجموعة.
  • يتكون العمود الفقري للحمض النووي من العمود الفقري للسكر والفوسفات. يحتفظ العمود الفقري للسكر والفوسفات بكل من خيوط البولينيوكليوتيد للحمض النووي عن طريق "رابطة الفوسفوديستر". لذلك ، فإن الترابط بين السكر والفوسفات ، أي رابطة الفوسفوديستر والترابط بين القواعد النيتروجينية ، أي رابطة الهيدروجين تساهم في "الحمض النووياستقرار”.

استنتاج

الحمض النووي هو نموذج رائع اقترحه واطسون وكريك في عام 1953. لم يكن اكتشاف الحمض النووي الحلزون المزدوج ممكنًا بدون تعاون موريس ويلكنز وروزاليند فرانكلين. اكتشف موريس ويلكنز وروزاليند فرانكلين صورة الحمض النووي من خلال البلورات بالأشعة السينية. ساعدت صورة حيود الأشعة السينية للحمض النووي واتسون وكريك على دراسة بنية الحمض النووي ومكوناته. بهذا ، اقترح واطسون وكريك نموذجًا للحمض النووي المعروف باسم نموذج Watson and Crick & # 8217s للحمض النووي الحلزوني المزدوج.

الحمض النووي هو أكبر جزيء حيوي يحتوي على جميع المعلومات الجينية للشخص بناء كائن حي أو شكل من أشكال الحياة. تساعدنا دراسة التركيب الحلزوني المزدوج للحمض النووي على معرفة الخصائص الكيميائية والفيزيائية للحمض النووي ، بصرف النظر عن خاصية الحمض النووي التي تعتبر "المادة الوراثية”.


موارد إضافية عبر الإنترنت

مشروع الشفرة الوراثية البشرية
هذا الموقع بعنوان "الطب الشرعي للحمض النووي" ، مقدم من قبل مشروع الجينوم البشري. يوفر نظرة عامة شاملة للموضوع الذي يتم تناوله في درس BLOSSOMS هذا.

Learn.Genetics: هلام الكهربائي
يتم تقديم هذا العرض التقديمي حول الطب الشرعي للحمض النووي بواسطة برنامج "Learn.Genetics" التابع لمركز تعليم علوم الوراثة بجامعة يوتا.

تعلم
هذا هو موقع Learn.Genetics الرئيسي ، الذي يوفر روابط لمجموعة كبيرة من الموارد للتعرف على علم الوراثة.

فيديو MIT BLOSSOMS: زيارة إلى مختبر تحديد الشرطة
شاهد مقطع فيديو اختياري: قم بزيارة معمل تحديد الشرطة في كامبريدج ، ماساتشوستس لمعرفة كيفية استخراج الحمض النووي من الأدلة في مسرح الجريمة.


كيفية حساب قواعد غير الحمض النووي في تسلسل باستخدام بايثون

لقد لاحظت مؤخرًا أن سؤالين معينين يظهران بشكل منتظم في سجلات البحث: "كيفية حساب القواعد غير DNA في تسلسل" و "كيفية معرفة ما إذا كان التسلسل يحتوي على DNA" (على عكس البروتين على الأرجح). لقد صدمني أن السؤال الثاني هو حقًا حالة خاصة من السؤال الأول - بمجرد أن يكون لدينا طريقة لحساب عدد قواعد الحمض النووي في تسلسل ، يمكننا ببساطة تطبيق قاعدة أنه إذا كان هناك أكثر من 80٪ (أو أي رقم آخر) اختر) القواعد في تسلسل هي A أو T أو G أو C ، فمن المحتمل أن يكون DNA.

لنبدأ بأبسط شيء نعتقد أنه سينجح - سنقوم ببساطة بحساب عدد أحرف A و T و G و C في تسلسل ، ثم نقسم على الطول ونضرب في 100 للحصول على نسبة مئوية. في هذا المثال ، أستخدم تسلسل الحمض النووي الذي يحتوي على ثلاثة أحرف غير ATGC: واحد من كل من N و Y و R. لقد قمت بتضمين إصلاح القسمة في بداية الكود في حالة رغبتك في تشغيل هذا على Python 2 :

يُظهر الإخراج من هذا الجزء من التعليمات البرمجية أنه يعمل كما هو متوقع:

ومع ذلك ، في بعض الظروف ، قد نرغب في السماح بأحرف أخرى غير A و T و G و C في تسلسل الحمض النووي لدينا. ألق نظرة على هذا الجدول الذي يوضح مجموعة رموز الغموض القياسية IUPAC:

اعتمادًا على المجموعة الفرعية التي نريد السماح بها ، قد نرغب في حساب ما يصل إلى ستة عشر حرفًا مختلفًا. بدلاً من حشر ستة عشر مكالمة مختلفة للعد () في سطر واحد ، ربما يكون من الأفضل تكرار الأحرف المسموح بها وبناء العدد واحدًا تلو الآخر. إليك القليل من التعليمات البرمجية للقيام بذلك ، باستخدام قائمة لتحديد مجموعة الأحرف المسموح بها. في هذا المثال ، أسمح بالقواعد القياسية الأربعة بالإضافة إلى البيورينات (R) والبيريميدينات (Y):

كما هو متوقع ، الإجابة أعلى مما كانت عليه في مثالنا الأول لأننا نحسب الآن R و Y كقواعد DNA:

هذا يبدو وكأنه جزء مثالي من التعليمات البرمجية لتحويلها إلى وظيفة. سنقوم بتحويل تسلسل الحمض النووي وقائمة القواعد المسموح بها إلى وسيطات وظيفية ، واستخدام افتراضي معقول لحساب أحرف ATGC فقط.

لاحظ كيف قمنا بتغيير كل من تسلسل الإدخال والقواعد المسموح بها إلى الأحرف الكبيرة ، للتأكد من أن الوظيفة ستعمل بغض النظر عن حالة المدخلات. فيما يلي بعض الاختبارات السريعة:

بعد كتابة هذه الوظيفة ، من السهل جدًا تحديد وظيفة لاختبار ما إذا كان التسلسل عبارة عن DNA. لجعل الوظيفة مرنة قدر الإمكان ، سنقوم بتعيين افتراضيات معقولة لكل من القواعد المسموح بها والحد الأدنى من النسبة المئوية للقواعد التي يجب أن تتطابق. سنقوم بتمرير تسلسل الإدخال وقائمة القواعد المسموح بها إلى الدالة count_dna () ، ثم نقارن نتيجة هذا الاستدعاء إلى الحد الأدنى. إليك الوظيفة جنبًا إلى جنب مع سطرين لاختبارها:

كما ترون ، الوظيفة موجزة للغاية - نسأل ببساطة ما إذا كانت النسبة المئوية لقواعد الحمض النووي التي أرجعها وظيفتنا السابقة أكبر من الحد الأدنى ، ونعيد النتيجة. كما تظهر المخرجات ، يمكننا أن نجعل الاختبار أكثر صرامة عن طريق زيادة الحد الأدنى ، أو أكثر تساهلاً من خلال السماح ببعض القواعد الغامضة:

هناك طريقة أخرى أكثر إيجازًا لكتابة وظيفة العد وهي استخدام قائمة الفهم لتحديد الأحرف الموجودة في بعض المجموعات فقط:


مشكلة تجميع التسلسل

يمكن وصف مشكلة تجميع التسلسل على النحو التالي.

بالنظر إلى مجموعة متتاليات ، ابحث عن الحد الأدنى لطول السلسلة التي تحتوي على جميع أعضاء المجموعة كسلاسل فرعية.

تزداد هذه المشكلة تعقيدًا بسبب وجود تسلسلات متكررة في الجينوم بالإضافة إلى البدائل أو الطفرات داخلها.

يمكن مقارنة مشكلة تجميع التسلسل بسيناريو من واقع الحياة على النحو التالي.

افترض أنك تأخذ نسخًا عديدة من الكتاب ، ثم مرر كل منها عبر آلة تمزيق ذات قاطع مختلف ، ثم تحاول إعادة نص الكتاب معًا فقط عن طريق لصق القطع الممزقة معًا. من الواضح أن هذه المهمة صعبة للغاية. علاوة على ذلك ، هناك بعض القضايا العملية الإضافية أيضًا. قد تحتوي النسخة الأصلية على العديد من الفقرات المتكررة ، وقد يتم تعديل بعض الأجزاء المقطعة أثناء التقطيع لإدخال أخطاء مطبعية. ربما تمت إضافة أجزاء من كتاب آخر ، وقد يتعذر التعرف على بعض القطع الصغيرة تمامًا.

يبدو الأمر محيرًا للغاية ومن المستحيل تمامًا تنفيذه. من المعروف أن هذه المشكلة NP- كامل. إن مشاكل NP-Complete هي المشاكل التي تكون حالتها غير معروفة. لم يتم حتى الآن اكتشاف خوارزمية متعددة الحدود لأي مشكلة NP كاملة ، ولم يتمكن أي شخص حتى الآن من إثبات عدم وجود خوارزمية متعددة الحدود لأي منها. ومع ذلك ، هناك الخوارزميات الجشعة لحل مشكلة تجميع التسلسل ، حيث أثبتت التجارب أنها تؤدي أداءً جيدًا إلى حد ما في الممارسة العملية.

الطريقة الشائعة المستخدمة لحل مشكلة تجميع التسلسل وإجراء تحليل بيانات التسلسل هي محاذاة التسلسل.


أوجد طول تسلسل الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

في التمرين أدناه ، ستحصل على تسلسل DNA غير معروف وسيُطلب منك استخدام أداة ويب لترجمة التسلسل إلى تسلسل الأحماض الأمينية ونأمل أن تحدد إطار القراءة المناسب. ستقوم بعد ذلك بحفظ تسلسل الأحماض الأمينية هذا في برنامج معالجة الكلمات (أو إرساله بالبريد الإلكتروني إلى نفسك) إذا كنت تريد استخدامه في التمرين التالي.

الحصول على التسلسل الخاص بك
في المختبر ، يمكن الحصول على هذا عن طريق تسلسل استنساخ من مكتبة cDNA أو عن طريق عزل جزء DNA مضخم من تضخيم PCR. في كثير من الأحيان ، عندما نتسلسل مثل هذا المنتج ، نجد أن لدينا جزءًا غير متوقع من الحمض النووي الذي نحتاج إلى تحليله. سنقدم هنا تسلسلًا جزئيًا عشوائيًا من قاعدة بيانات التسلسلات الخاصة بنا. سيظهر تسلسل جزئي للنيوكليوتيدات في النافذة أدناه بعد النقر فوق الزر Get Gene Sequence.

ترجمة التسلسل
تقوم العديد من المواقع على الويب بترجمة تسلسل الإدخال. سيؤدي النقر فوق رابط Expasy أدناه إلى فتح نافذة جديدة تتيح لك الوصول إلى أداة الترجمة. تتم ترجمة تسلسل الحمض النووي عن طريق قراءة تسلسل النوكليوتيدات بثلاث قواعد في وقت واحد ثم النظر إلى جدول الشفرة الوراثية للوصول إلى تسلسل الأحماض الأمينية. يفحص هذا البرنامج تسلسل الإدخال في جميع الإطارات الستة الممكنة (أي قراءة التسلسل من 5 'إلى 3' ومن 3 'إلى 5' بدءًا من nt 1 و nt 2 و nt 3). ما نبحث عنه عادةً في تحديد الترجمة المناسبة هو الإطار الذي يعطي أطول تسلسل للأحماض الأمينية قبل مواجهة رمز الإيقاف. (نظرًا لوجود 64 كودونًا وثلاثة أكواد للهراء ، نتوقع أن يظهر رمز الإيقاف في المتوسط ​​مرة واحدة كل 20 حمضًا أمينيًا إذا قرأنا ببساطة تسلسل "خارج الإطار". ومع ذلك ، "في المتوسط" هو هذا فقط ، وهو من الممكن أن يكون لديك إطار قراءة غير صحيح يعطي تسلسلًا ممتدًا بدون أكواد توقف. سيعالج التمرين التالي هذه المشكلة.

سوف نستخدم أدوات إكسبسي للترجمة. سيؤدي النقر فوقه إلى فتح نافذة جديدة حتى تتمكن من العودة إلى هذه النافذة للحصول على الإرشادات ونسخ التسلسل الخاص بك.


علم الجينوم

تسلسل الحمض النووي وعلم الجينوم

يحدد تسلسل الحمض النووي ترتيب نيوكليوتيدات الحمض النووي ، أو القواعد ، في الجينوم - ترتيب الأدينين (A) ، والسيتوزينات (C) ، والجوانين (G) ، والثايمين (T) التي تشكل الحمض النووي للكائن الحي. يمكن إجراء تسلسل الحمض النووي باستخدام طرق مختلفة. تم استخدام طريقة تسلسل سانجر (إنهاء السلسلة) على نطاق واسع لتسلسل الحمض النووي حتى ظهر التسلسل الحراري. تعتمد طريقة سانجر على استخدام ثنائي أكسيد النوكليوتيدات. من الناحية الهيكلية ، فإن dideoxynucleotides هي في الأساس نفس النيوكليوتيدات باستثناء أنها تحتوي على مجموعة الهيدروجين (–H) على 3′-carbon بدلاً من مجموعة الهيدروكسيل (–OH). تمنع هذه الديوكسينوكليوتيدات إضافة المزيد من النيوكليوتيدات بسبب عدم قدرتها على تكوين رابطة فوسفوديستير مع النيوكليوتيدات القادمة وتؤدي إلى إنهاء تكوين سلسلة الحمض النووي. من ناحية أخرى ، يعتمد التسلسل الحراري على مبدأ "التسلسل بالتوليف". وهو يعتمد على الكشف عن إطلاق البيروفوسفات على دمج النيوكليوتيدات ، بدلاً من إنهاء السلسلة باستخدام ديديوكسين نيوكليوتيدات. يشكل التسلسل الحيوي أساس التسلسل عالي الإنتاجية الذي يوازي عملية التسلسل ، مما ينتج ملايين التسلسلات في وقت واحد. تعمل العديد من أجهزة التسلسل من الجيل الثاني حاليًا على نفس الكيمياء مثل 454 التسلسل الحركي ، و Illumina (تسلسل Solexa) ، وتسلسل SOLiD. مع ظهور تقنيات التسلسل من الجيل الجديد ، انخفضت تكلفة التسلسل والوقت اللازم لأداء التسلسل فعليًا بشكل كبير. وقد فتح هذا العديد من الفرص في مجال علم الجينوم. تم تنفيذ العديد من المشاريع لفهم الجينوميات للعديد من الأنواع بما في ذلك الفيروسات والبكتيريا والفطريات والنباتات والحيوانات.


تطوير مجسات RFLP

  • يتم هضم إجمالي الحمض النووي باستخدام إنزيم حساس للميثلة (على سبيل المثال ، PstI) ، وبالتالي إثراء المكتبة للتسلسلات المعبر عنها أحادية أو منخفضة النسخ (تستند استنساخ PstI إلى اقتراح أن الجينات المعبر عنها لا تتم ميثليتها).
  • يتم تجزئة الحمض النووي المهضوم بالحجم على هلام الاغاروز التحضيري ، ويتم استئصال الأجزاء التي تتراوح من 500 إلى 2000 زوج قاعدي ، واستخراجها واستنساخها في ناقل بلازميد (على سبيل المثال ، pUC18).
  • يتم فحص هضم البلازميدات للتحقق من وجود إدخالات.
  • يمكن فحص اللطخات الجنوبية للإدخالات باستخدام الحمض النووي المنفصمة الكلي لتحديد الحيوانات المستنسخة التي تهجين إلى تسلسلات أحادية ومنخفضة.
  • يتم فحص المجسات بحثًا عن RFLPs باستخدام الحمض النووي الجيني لأنماط وراثية مختلفة يتم هضمها باستخدام نوكليازات تقييدية. عادةً ، في الأنواع ذات معدلات تعدد الأشكال المعتدلة إلى العالية ، يتم استخدام اثنين إلى أربعة نوكليازات داخلية مقيدة مثل EcoRI


شاهد الفيديو: حقيقة في دقيقة - معجزة طول الحمض النووي (أغسطس 2022).