220 likes | 394 Views
Sekvenování DNA. MUDr. Michal Jurajda ÚPF LF MU Brno. Sekvenování DNA. Pojmem sekvenování DNA rozumíme proces určení pořadí jednotlivých bází v molekule DNA. Sekvenujeme oligonukleotidy DNA (kolem 500 bp, 1000 bp horní hranice). Sekvenování DNA. Metody sekvenování jsou založeny na:
E N D
Sekvenování DNA MUDr. Michal Jurajda ÚPF LF MU Brno
Sekvenování DNA • Pojmem sekvenování DNA rozumíme proces určení pořadí jednotlivých bází v molekule DNA. • Sekvenujeme oligonukleotidy DNA (kolem 500 bp, 1000 bp horní hranice)
Sekvenování DNA • Metody sekvenování jsou založeny na: • specifickém štěpení DNA (Maxam-Gilbert) • stop – syntéze (Sanger) • postupné syntéze (pyrosequencing) • ligaci sond (sequencing-by-ligation, SOLiD™)
Základní princip 1. 2. • Produkce značených oligonukleotidů zakončených specifickou bází • Separace oligonukleotidů pomocí elektroforézy (desky, kapilára) • Detekce fragmentů (autoradiografie, fluorescence)
1. Maxam-Gilbert • Podobně jako Sangerova metoda produkuje směs značených oligonukleotidů různé délky, ovšem pomocí specifického štěpení sekvenované DNA • Svého času rozšířená metoda i přes četné nevýhody (nebezpečné chemikálie, pracný postup)
2. Sangerova metoda • Využívá DNA polymerázy a tzv. „stop nukleotidů“ • Při syntéze DNA podle templátu, který představuje sekvenovanou DNA, získáváme směs oligonukleotidů různé délky, které končí specifickou bází • Stále nejpoužívanější postup
Dideoxynukleotidy 2,3- dideoxy • Při Sangerově metodě používáme dideoxynukleotidy, na které už se nemůže navázat další deoxynukleotid a syntéza řetězce DNA je ukončena. • Pracujeme se 4 paralelními reakcemi. Každá reakční směs se liší přídavkem jednoho ddNTP • ddNTP se přidává v malém množství k dNTP, aby vznikaly náhodně produkty různé délky 2- deoxy
Uděláme-li 4 reakce se zastavováním v pozicích čtyř různých nukleotidů a naneseme výsledky reakcí paralelně do čtyř drah gelu, můžeme číst úplnou sekvenci od 3’-konce primeru: směr pohybu produktů v gelu A T C G C T A A C T G A C C T G C A C …
Fluorescenční značení Čtyři terminační nu-kleotidy jsou zna-čeny každý jiným fluorescenčním barvivem reakce může probíhat v jedné zkumavce, pruhy v gelu se po ozáření excitačním zářením zobrazují v různých barvách podle typu nukleotidu v místě terminace
emise jedné ze 4 vlnových délek podle typu fluorescenčního barviva, kterým je označen právě procházející nukleotid excitace molekuly se třídí podle velikosti Využití kapilární elektroforézy pro sekvenování kapilára naplněná polyakrylamidovým gelem zkumavka s fluo-rescenčně znače-nými produkty sekvenování
Kapilární elektroforéza - detail http://www.appliedbiosystems.com/lib/multimedia/3100/212k/DSWMEDIA/3100.cfm
Pyrosekvenování • Sekvenování v průběhu syntézy komplementárního vlákna • Postupně se přidáváni nukleotid trifosfáty a sleduje se, který nukleotid se naváže.
PPi ATP Enzyme cascade system
light time Detection of the light