Secuenciación de ADN
Cómo se determina el orden de las bases en el ADN, desde el método de terminación de cadena de Sanger hasta las tecnologías masivamente paralelas que leen genomas completos.
Definition
La secuenciación de ADN es la determinación del orden preciso de los nucleótidos en una molécula de ADN, lograda históricamente mediante la síntesis con terminación de cadena y ahora predominantemente por métodos masivamente paralelos que leen muchos fragmentos simultáneamente.
Scope
Este tema abarca los métodos para leer la secuencia de nucleótidos del ADN: el método de terminación de cadena (Sanger) y su principio de terminación específica de base, y los enfoques de alto rendimiento y masivamente paralelos que lo sucedieron e hicieron rutinaria la secuenciación a escala genómica. Trata la lógica de la secuenciación; la amplificación y la clonación que preparan el ADN para la secuenciación se cubren en temas complementarios.
Core questions
- ¿Cómo revela la secuenciación por terminación de cadena el orden de las bases?
- ¿Por qué los dideoxinucleótidos marcados hicieron práctica la secuenciación?
- ¿Cómo escalan los métodos masivamente paralelos la secuenciación a genomas completos?
- ¿Cómo se ensamblan las lecturas cortas en secuencias más largas y genomas?
Key theories
- Secuenciación por terminación de cadena
- La síntesis en presencia de dideoxinucleótidos que terminan la cadena produce un conjunto de fragmentos que terminan en cada ocurrencia de una base dada, y ordenar estos por longitud revela la secuencia, como introdujeron Sanger y sus colegas.
- Secuenciación masivamente paralela
- La lectura de un número enorme de fragmentos de ADN a la vez y la reconstrucción computacional de la secuencia redujeron drásticamente el costo y aumentaron el rendimiento, lo que permitió la secuenciación rutinaria a escala genómica.
Mechanisms
En la secuenciación por terminación de cadena, se extiende un cebador a lo largo de una plantilla en presencia de nucleótidos normales más una pequeña proporción de dideoxinucleótidos que, una vez incorporados, detienen la síntesis; el resultado es un conjunto anidado de fragmentos cuya base terminal se conoce, los cuales se separan por tamaño para leer la secuencia. Las plataformas masivamente paralelas modernas inmovilizan y amplifican muchos fragmentos de plantilla y detectan la incorporación de bases en todos ellos simultáneamente, generando un gran número de lecturas cortas que el software alinea o ensambla en la secuencia completa.
Clinical relevance
La secuenciación es la base del diagnóstico genético, la genómica del cáncer, la vigilancia de patógenos y los enfoques personalizados de la medicina; se ofrece como significado, no como orientación clínica.
History
El método de terminación de cadena de Sanger y el método químico paralelo de Maxam-Gilbert, ambos de la década de 1970, hicieron factible la secuenciación de ADN y obtuvieron el reconocimiento del Premio Nobel; el auge de las tecnologías masivamente paralelas en la década de 2000 redujo los costos en órdenes de magnitud e inauguró la era genómica.
Key figures
- Frederick Sanger
- Walter Gilbert
Related topics
Seminal works
- sanger1977
- lodish2016
Frequently asked questions
- ¿Qué es un dideoxinucleótido y por qué se utiliza en la secuenciación?
- Es un nucleótido modificado que, una vez añadido, detiene la síntesis posterior; su incorporación en posiciones aleatorias genera fragmentos que terminan en cada base, lo que revela la secuencia.
- ¿Cómo se pueden secuenciar genomas completos tan rápidamente ahora?
- Las plataformas masivamente paralelas leen millones de fragmentos de ADN a la vez y utilizan software para ensamblarlos, lo que aumenta enormemente la velocidad y reduce el costo en comparación con los métodos anteriores.