Vad är DNA-sekvensering?
DNA-sekvensering är en samling vetenskapliga metoder för att bestämma sekvensen för nukleotidbaserna i en DNA-molekyl. Alla levande organismer har DNA (deoxiribonukleinsyra) i var och en av sina celler. Varje cell i en organisme innehåller den genetiska koden för hela organismen. Processen för DNA-sekvensering omvandlar DNA från en given organisme till ett format som kan användas av forskare för den grundläggande studien av biologiska processer, medicinsk forskning och i kriminaltekniken.
Det finns flera metoder som kan användas vid DNA-sekvensering. De första metoderna utvecklades på 1970-talet och är mycket krävande och tidskrävande. Den mest populära och vanliga sekvenseringsreaktionen som används idag är dideoxynukleotidsekvensering, som kan göras för hand eller med maskiner, beroende på mängden material som ska sekvenseras.
Mängden genetiskt material i en organisme varierar avsevärt och mäts med antalet nukleotidbaser som den innehåller. Till exempel kan ett virus eller bakterier ha så få som fem tusen baser, medan det mänskliga genomet innehåller cirka tre miljarder baser. Dideoxynukleotidsekvenseringsmetoden för DNA-sekvensering kan sekvensera många genom på dagar och stora genom under år, snarare än decennier.
Det finns fyra steg i DNA-sekvensering. Först måste DNA tas bort från cellen. Sedan genomgår det en sekvenseringsreaktion. Därefter separeras DNA: t efter storlek och analyseras slutligen av en dator som sätter resultaten i ett användbart format.
Det första steget i DNA-sekvensering är att få DNA ut ur cellen. Detta kan göras mekaniskt eller kemiskt. DNA finns i två strängar, men endast en tråd kan sekvenseras åt gången.
När DNA: n har brutits upp, sätts det på vektorer, som är celler som kommer att självreplicera på obestämd tid, tillsammans med en primer, som är en kemikalie som får processen att starta. Detta skapar kloner av DNA från organismen som sekvenseras. Sekvenseringsreaktionen använder primern för att starta den kemiska processen för reproduktion av den andra DNA-strängen. Sekvenseringen utförs i en termisk cykler så att reaktionen upprepas många gånger. Upprepning av reaktionen resulterar i ett större utbyte av sekvenserat DNA.
Efter sekvensering sorteras DNA: t efter storlek genom kapillärelektrofores. DNA dras av en elektrisk ström genom en gel i kapillären, som är ett mycket tunt glasrör. DNA-strängarna dyker upp sorterade efter längd. När de kommer ut från kapillären passerar de genom en laser som aktiverar färgämnen som identifierar nukleotidbaserna. Denna information matas in i en dator, som sedan visar DNA-sekvensen på skärmen.