Takip Edin

Bilim

YENİ NESİL DNA DİZİLEME

Yayınlanma tarihi

-

OKUMA ZAMANI: 2 dakika

 

Yeni nesil dizileme (next-generation sequencing, NGS) genetik teknolojisi; tek bir örnekten alınan milyonlarca parçaya ayrılmış bir DNA molekülünün; her bir parçasının aynı anda ve uyum içerisinde paralel olarak işlenmesini temel alır.

İnsan genom projesinin tamamlanması postgenomik alanın başlangıcı olmuştur ve sistem biyolojisi yaklaşımı büyük önem kazanmıştır. Son yıllarda geliştirilen yeni nesil DNA dizileme teknolojisi; genetik/ epigenetik düzenleyici ağların, kromatin yapısı, nükleer yapılanma ve genom varyasyonları  hakkında bilgi üretimini sağlayan önemli bir araç olmuştur.
Yeni nesil DNA dizileme sistemleriyle yüksek doğrulukla, ultra hızlı olarak, dizleme yapılabilmektedir.

Yeni nesil DNA dizileme teknolojisi kullanılarak; de novo dizileme yöntemi ile bitki, bakteri, maya, mantar, virüs gibi farklı organizmaların; genomlarının ve bakteri yapay kromozomlarının, (Bacterial Artifıcal Chromosomes (BACs)) ultra hızh olarak, yüksek doğrulukla dizilenmesi mümkündür.  Bütün Genom Dizileme Sistemi ile dizileme; küçük DNA parçacıkları ve adaptör dizilerinin pikolitre hacimlerde, büyük çaplı paralel dizileme (massive parelel sequencing) ile dizilenmesi prensibine dayanmaktadır.

Yeni Nesil DNA Dizileme Yeni nesil DNA dizileme teknolojisi hayal bile edilemeyecek kadar çok bilgi ve yeni yaklaşımlar sağlar. ancak  bu kadar çok bilginin depolanması, analizi ve değerlendirmesinde büyük güçlükler vardır. Yeni nesil DNA dizileme teknolojisinin başarılı bir şekilde kullanılması için gelişmiş biyoinformatik analiz araçlarına ihtiyaç duyulmaktadır.
bunlarla beraber çok sayıda kısa okuma elde edilmesinde önemli bir sorundur.

Yeni nesil dizileme metodları;

Sanger Metodu

Sanger metodu; genom sekansının belirlenmesinde en yaygın olarak kullanılan  yöntemdir.

Sanger metodu; zincir sonlandırma metodu olarak da adlandırılır ve  uzun DNA parçalarını dizilemek için kullanılır

Sanger yöntemin de bir kerede  analizi yapılamayacak kadar uzun olan DNA’lar  küçük parçalara parçalanır parçalanan  her bir DNA parçası bir plazmite klonlanır. Klonlanan plazmitler tek tek dizilenir. Bu dizilerin bioinformatik analizlerle bir araya getirilmesi ile uzun DNA parçasının dizisi elde edilir.

Pirodizileme Metodu
Sanger metodu ile uzun DNA bölgelerinin dizilenmesi için dizileme öncesi uygulanması gereken klonlama ve koloni
seçimi işlemlerinin çok uzun süre alan bir çalışmadır .  Pirodizileme (pyrosequencing) ise yüksek işlem hacmi ve düşük maaliyeti sayesinde geleneksel Sanger dizilemenin yerini almıştır. Pirodizilemenin temeli DNA polimeraz aktivitesinin keırulüminesan bir enzim aracılığıyla tespitine dayanmaktadır.
Dizileme reaksiyonu, dizilenecek DNA’nın tek sarmalı (ssDNA) üzerinde tamamlayıcı sarmalının (complementary DNA /cDNA) sentezi şeklindedir . Pirodizileme yöntemi kullanılarak, klonlama yapmaksızın, 7.5 saatte 100-500 milyon bazlık dizileme yapmak mümkündür

Nano dizileme
Nano dizileme yöntem;  sentez yoluyla dizileme esasına dayanır. Direkt moleküler sensor olarak, biyomühendislikle üretilmiş farklı bir polimeraz ve dNTP’ler den yararlanılır. Her bir nano makinede tek bir DNA molekülünün sentezi gerçek zamanlı olur

Ion semikonduktor dizileme
Ion semikonduktor metodu  DNA’nın polimerizasyonu sırasında ortaya çıkan Hidrojen iyonlarının saptanması olayına dayanır.

Ligasyon yoluyla dizileme
Ligasyon metodun da; pirodizilemedeki gibi emülsiyon PCR yapılır.  ligasyon metodu, pirodizilemede olduğu gibi primerler adaptör diziler yardımıyla kalıp ipliğe hibridize olur. ligasyon yoluyla dizileme  metodu;  diğerlerinden farklı olarak DNA polimeraz yerine DNA ligaz enzimi kullanılır.

Ligasyon yoluyla dizileme yönteminde;  floresan işaretli oligonükleotid probları kullanılır  Ligasyon , deteksiyon ve ayrılma sikluslan işlemleri ile DNA dizisi belirlenmiş olur.

Yeni Nesil Dizileme Teknolojisinin Kullanım Alanları:

  1. Metagenomik
  2.  Atasal DNA
  3. Bitkiler ve Tarımsal Biyoteknoloji
  4. Transkriptom
  5. Küçük RNA’lar (Small RNA’lar)
  6. Kromatin İmmunopresipitasyon Dizileme
  7. Metilasyon Analizi

 

KAYNAKCA

Yeni Nesil DNA Dizileme (New Generation DNA Sequencing) Duran Üstek, Neslihan Abacı1, Sema Sırma, Aris Çakiris. Genetik AD, Deneysel Tıp Araştırma Enstitüsü, İstanbul Üniversitesi, İstanbul, Türkiye Yıl: 1 Cilt: 1 Sayı: 1 Sayfa: 11-18

Yorum Yaz

Yorum Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir