Secuenciación del genoma completo
La secuenciación del genoma completo (WGS, por sus siglas en inglés) determina la secuencia de nucleótidos casi completa del genoma de un organismo en un solo ensayo, en lugar de dirigirse a genes o regiones seleccionadas. Al leer tanto el ADN codificante como el no codificante, proporciona el conjunto de datos genómicos primarios más completo y sirve como entrada para el ensamblaje, la llamada de variantes y el análisis genómico posterior.
Definition
La secuenciación del genoma completo es el proceso de laboratorio y computacional para determinar el orden de esencialmente todos los nucleótidos en el genoma de un organismo, típicamente fragmentando el ADN, leyendo los fragmentos con cobertura redundante y reconstruyéndolos o alineándolos para recuperar la secuencia completa.
Scope
La entrada cubre lo que mide la WGS, la estrategia de "shotgun" de fragmentar y leer el genoma con alta cobertura, el contraste con enfoques dirigidos como la secuenciación del exoma completo, y el papel de la profundidad de secuenciación en la determinación de la sensibilidad. Es un tema metodológico y no proporciona recomendaciones clínicas o de pruebas.
Core questions
- ¿Qué captura la secuenciación del genoma completo que no captura la secuenciación dirigida?
- ¿Cómo reconstruye la estrategia de "shotgun" un genoma completo a partir de muchos fragmentos cortos?
- ¿Cómo afecta la profundidad de secuenciación a las variantes que se pueden detectar?
Key concepts
- Secuenciación "shotgun"
- Profundidad y cobertura de secuenciación
- Secuenciación del genoma completo versus secuenciación del exoma completo
- Regiones codificantes y no codificantes
- Química de terminadores reversibles
- Entrada de llamada de variantes
Mechanisms
En la WGS, el ADN genómico se fragmenta y se lee muchas veces para que cada posición esté cubierta por múltiples lecturas independientes; la redundancia (profundidad) permite la verificación cruzada de las llamadas de bases y apoya la detección de variantes. El enfoque de "shotgun" del genoma completo, demostrado a escala humana por Venter y sus colegas, divide el genoma en fragmentos aleatorios, los secuencia y los reensambla computacionalmente. La química de terminadores reversibles permitió posteriormente una lectura masivamente paralela precisa de genomas humanos completos a un costo mucho menor. Debido a que la WGS lee ADN no codificante, así como codificante, captura la variación reguladora y estructural que los ensayos dirigidos no detectan.
Clinical relevance
La secuenciación del genoma completo se utiliza cada vez más en la investigación y la genómica clínica para caracterizar la composición genética completa de un individuo, apoyando el descubrimiento de variantes en regiones codificantes y no codificantes. Esta entrada describe el método y sus características de datos; es material de referencia educativo y no una recomendación para ninguna prueba o acción clínica específica.
Evidence & guidelines
La evidencia fundamental es un conjunto de estudios primarios históricos: las dos secuencias del genoma humano publicadas en 2001 (Venter et al.; Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma Humano) y la demostración de la secuenciación masivamente paralela precisa del genoma completo por Bentley et al. (2008). Revisiones metodológicas como la de Sims et al. (2014) documentan cómo la profundidad y la cobertura influyen en la sensibilidad analítica.
History
La secuenciación del genoma completo a escala humana se logró por primera vez en 2001 a través de dos esfuerzos paralelos, uno utilizando secuenciación jerárquica basada en clones y otro utilizando el ensamblaje de "shotgun" del genoma completo. La demostración en 2008 de la secuenciación precisa con química de terminadores reversibles hizo factible la WGS a escala poblacional, y la profundidad y la cobertura se convirtieron en parámetros de diseño centrales a medida que el método maduraba.
Key figures
- J. Craig Venter
- Eric Lander
- David Bentley
Related topics
Seminal works
- venter-2001
- ihgsc-2001-wgs
- bentley-2008
Frequently asked questions
- ¿En qué se diferencia la secuenciación del genoma completo de la secuenciación del exoma completo?
- La secuenciación del genoma completo lee esencialmente todo el genoma, incluidas las regiones no codificantes y reguladoras, mientras que la secuenciación del exoma completo se dirige solo a la porción codificante de proteínas (el exoma), que es una pequeña fracción del genoma.
- ¿Por qué es importante la profundidad de secuenciación en la secuenciación del genoma completo?
- La profundidad (cuántas lecturas cubren cada posición) determina con qué confianza se pueden realizar las llamadas de bases y las variantes; una mayor profundidad mejora la sensibilidad y la precisión, especialmente para detectar variantes de baja frecuencia o heterocigotas.