การหาลำดับดีเอ็นเอคืออะไร

การหาลำดับดีเอ็นเอเป็นชุดของวิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อกำหนดลำดับของเบสนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุลของ DNA สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมี DNA (กรด deoxyribonucleic) ในแต่ละเซลล์ แต่ละเซลล์ในสิ่งมีชีวิตมีรหัสพันธุกรรมสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด กระบวนการจัดลำดับดีเอ็นเอเปลี่ยน DNA จากสิ่งมีชีวิตที่กำหนดให้เป็นรูปแบบที่นักวิจัยสามารถใช้สำหรับการศึกษาขั้นพื้นฐานเกี่ยวกับกระบวนการทางชีวภาพการวิจัยทางการแพทย์และการพิสูจน์หลักฐานทางนิติเวช

มีหลายวิธีที่สามารถใช้ในการจัดลำดับดีเอ็นเอ วิธีแรกได้รับการพัฒนาในปี 1970 และมีความลำบากและเสียเวลามาก ปฏิกิริยาต่อเนื่องที่เป็นที่นิยมและนิยมใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันคือการจัดลำดับไดไซด์นิวคลีโอไทด์ซึ่งสามารถทำได้ด้วยมือหรือโดยเครื่องจักรขึ้นอยู่กับปริมาณของวัสดุที่จะเรียงลำดับ

ปริมาณของสารพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตแตกต่างกันมากและวัดจากจำนวนฐานนิวคลีโอไทด์ที่มี ตัวอย่างเช่นไวรัสหรือแบคทีเรียอาจมีเพียงไม่กี่หมื่นฐานในขณะที่จีโนมมนุษย์มีประมาณสามพันล้านฐาน วิธีการหาลำดับดีเอ็นเอของลำดับดีเอ็นเอนั้นสามารถเรียงลำดับจีโนมจำนวนมากในแต่ละวันและจีโนมขนาดใหญ่ในปีที่ผ่านมามากกว่าทศวรรษ

การเรียงลำดับดีเอ็นเอมีสี่ขั้นตอน ก่อนอื่น DNA จะต้องถูกลบออกจากเซลล์ จากนั้นจะเกิดปฏิกิริยาการเรียงตัว จากนั้น DNA จะถูกแยกตามขนาดและในที่สุดก็วิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ที่ให้ผลลัพธ์เป็นรูปแบบที่ใช้งานได้

ขั้นตอนแรกในการหาลำดับดีเอ็นเอคือการนำ DNA ออกจากเซลล์ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้กลไกหรือทางเคมี DNA มีสองเส้น แต่สามารถเรียงลำดับได้ครั้งละหนึ่งเส้นเท่านั้น

เมื่อ DNA ถูกทำลายมันจะวางบนเวกเตอร์ซึ่งเป็นเซลล์ที่จะทำซ้ำตัวเองไปเรื่อย ๆ พร้อมกับไพรเมอร์ซึ่งเป็นสารเคมีที่ทำให้กระบวนการเริ่มต้นขึ้น สิ่งนี้สร้างโคลนของ DNA ของสิ่งมีชีวิตที่กำลังถูกจัดลำดับ ปฏิกิริยาการเรียงตัวจะใช้ไพรเมอร์เพื่อเริ่มกระบวนการทางเคมีของการทำซ้ำสายดีเอ็นเอเส้นที่สอง การหาลำดับจะดำเนินการในนักปั่นความร้อนเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาซ้ำหลายครั้ง การทำปฏิกิริยาซ้ำจะส่งผลให้ DNA เรียงลำดับมากขึ้น

หลังจากจัดลำดับดีเอ็นเอจะถูกจัดเรียงตามขนาดโดยอิเล็กโทรไลต์ของเส้นเลือดฝอย DNA ถูกดึงโดยกระแสไฟฟ้าผ่านเจลในเส้นเลือดฝอยซึ่งเป็นหลอดแก้วที่บางมาก เส้นดีเอ็นเอปรากฏขึ้นเรียงตามความยาว เมื่อพวกเขาโผล่ออกมาจากเส้นเลือดฝอยพวกเขาผ่านเลเซอร์ที่เปิดใช้งานสีย้อมที่ระบุฐานนิวคลีโอไทด์ ข้อมูลนี้จะถูกป้อนเข้าสู่คอมพิวเตอร์ซึ่งจะแสดงลำดับดีเอ็นเอบนหน้าจอ