Tecnologías de Secuenciación de Próxima Generación

La secuenciación de próxima generación (NGS, por sus siglas en inglés), también denominada secuenciación de alto rendimiento o masivamente paralela, se refiere a las plataformas que leen simultáneamente millones a miles de millones de fragmentos de ADN, desplazando el método de Sanger de lectura de un fragmento a la vez. Estas tecnologías redujeron el costo de la secuenciación en órdenes de magnitud e hicieron que los estudios de genoma completo, exoma y transcriptoma fueran rutinarios.

Definition

Las tecnologías de secuenciación de próxima generación son plataformas que determinan la secuencia de nucleótidos leyendo un número muy grande de fragmentos de ADN en paralelo, produciendo datos de alto rendimiento a un bajo costo por base, en contraste con la lectura electroforética secuencial de la secuenciación de Sanger.

Scope

La entrada examina las familias de plataformas de alto rendimiento, incluyendo la secuenciación por síntesis de lectura corta y los enfoques de molécula única de lectura larga, como la secuenciación por nanoporos y la secuenciación en tiempo real de molécula única, las compensaciones entre la longitud de lectura y la precisión que las distinguen, y su impacto en la escala de la genómica. Se trata de una visión general metodológica, no de una comparación para decisiones de compra o pruebas clínicas.

Core questions

• ¿Qué distingue la secuenciación de próxima generación de la secuenciación de Sanger anterior?
• ¿Cómo difieren las plataformas de lectura corta y lectura larga en longitud de lectura, precisión y aplicaciones?
• ¿Cómo cambió la secuenciación de alto rendimiento la escala y el costo de la genómica?

Key concepts

• Secuenciación masivamente paralela
• Secuenciación por síntesis
• Plataformas de lectura corta versus lectura larga
• Secuenciación en tiempo real de molécula única
• Secuenciación por nanoporos
• Compensación entre longitud de lectura y precisión por base
• Costo por base

Mechanisms

Las plataformas de alto rendimiento inmovilizan y leen un número enorme de fragmentos de ADN a la vez. La secuenciación por síntesis de lectura corta detecta cada base a medida que se incorpora, a menudo utilizando terminadores reversibles, produciendo lecturas cortas pero muy precisas. Los enfoques de lectura larga leen moléculas individuales en tiempo real o a medida que pasan a través de un nanoporo, produciendo lecturas mucho más largas que abarcan regiones repetitivas y estructuralmente complejas a costa de un error por base algo mayor. La elección entre plataformas refleja una compensación entre la longitud de lectura, la precisión, el rendimiento y el costo, que depende del objetivo analítico.

Clinical relevance

La secuenciación de próxima generación es la herramienta fundamental de la investigación genómica moderna y la genómica clínica, permitiendo desde la detección de variantes hasta la genómica de patógenos y el cáncer. Esta entrada describe las tecnologías y sus compensaciones como material de referencia y no recomienda ninguna plataforma o prueba en particular para uso individual.

Evidence & guidelines

El campo está documentado a través de revisiones influyentes que rastrean la evolución de las plataformas: Metzker (2010), Reuter et al. (2015) y Goodwin et al. (2016) para el panorama general, y Wang et al. (2021) específicamente para la secuenciación por nanoporos; Bentley et al. (2008) es un informe primario fundamental sobre lectura corta.

History

Después de que la secuenciación de Sanger dominara durante tres décadas, surgieron plataformas comerciales masivamente paralelas a mediados de la década de 2000, con la secuenciación de lectura corta con terminadores reversibles demostrada a escala de genoma completo en 2008. Durante la década siguiente, el rendimiento aumentó y los costos cayeron drásticamente, mientras que las plataformas de lectura larga de molécula única (secuenciación en tiempo real de molécula única y secuenciación por nanoporos) maduraron para abordar las limitaciones de longitud de lectura de las lecturas cortas.

Key figures

• Michael Metzker
• Michael Snyder
• W. Richard McCombie
• David Bentley

Seminal works

• metzker-2009
• goodwin-2016
• wang-2021

Frequently asked questions

¿Qué aporta la secuenciación de próxima generación sobre la secuenciación de Sanger?

Lee de millones a miles de millones de fragmentos en paralelo en lugar de uno a la vez, aumentando el rendimiento en muchos órdenes de magnitud y reduciendo el costo, lo que hace que los estudios de genoma completo y a escala poblacional sean prácticos.

¿Cuál es la principal compensación entre la secuenciación de lectura corta y la de lectura larga?

Las lecturas cortas suelen ser muy precisas pero demasiado breves para abarcar repeticiones largas, mientras que las lecturas largas cubren regiones repetitivas y estructuralmente complejas, pero históricamente han presentado tasas de error por base más altas.