Secuenciación y Ensamblaje del Genoma
Leer un genoma implica determinar el orden de sus miles de millones de bases, lo que las máquinas de secuenciación hacen solo en fragmentos cortos, dejando que el software reconstruya la secuencia completa al encontrar dónde se superponen esos fragmentos.
Definition
La secuenciación del genoma es la determinación experimental del orden de nucleótidos del ADN de un organismo, y el ensamblaje es la reconstrucción computacional de la secuencia completa a partir de las muchas lecturas cortas que produce un secuenciador.
Scope
Este tema abarca la secuenciación dideoxi de Sanger, los principios de la secuenciación de próxima generación y de lectura larga, las estrategias de escopeta de genoma completo y basadas en clones, el ensamblaje computacional de lecturas en contigs y scaffolds, las medidas de calidad del ensamblaje como la cobertura y la contigüidad, y los genomas de referencia resultantes. Trata cómo se determina la secuencia de un genoma; la interpretación de esa secuencia se cubre en los temas adyacentes.
Core questions
- ¿Cómo determina la secuenciación de Sanger el orden de las bases utilizando terminadores de cadena?
- ¿Qué hace que la secuenciación de próxima generación y de lectura larga sea más rápida y económica, y cuáles son sus ventajas y desventajas?
- ¿Cómo se ensamblan millones de lecturas superpuestas en cromosomas?
- ¿Qué nos dicen las medidas de cobertura y contigüidad sobre la calidad de un ensamblaje?
Key concepts
- Secuenciación dideoxi de Sanger
- Secuenciación de próxima generación y de lectura larga
- Estrategia de escopeta de genoma completo
- Ensamblaje de lecturas: contigs y scaffolds
- Cobertura, contigüidad y genomas de referencia
Mechanisms
La secuenciación de Sanger utiliza dideoxinucleótidos terminadores de cadena para generar una escalera de fragmentos cuyas longitudes revelan la secuencia; las plataformas masivamente paralelas leen millones de fragmentos a la vez, y el software de ensamblaje detecta superposiciones entre las lecturas para fusionarlas en contigs, ordenándolos y orientándolos en scaffolds a lo largo de cada cromosoma.
Clinical relevance
La secuenciación asequible ha hecho que la secuenciación de genoma completo y exoma sea rutinaria para diagnosticar enfermedades hereditarias raras, perfilar tumores, identificar patógenos y cribar recién nacidos, transformando la determinación de secuencias de un proyecto histórico a una prueba de laboratorio estándar.
History
Sanger introdujo la secuenciación por terminación de cadena en 1977, el Proyecto Genoma Humano aplicó estrategias de clon por clon y de escopeta para producir un borrador de secuencia humana en 2001, y la llegada de la secuenciación de próxima generación a mediados de la década de 2000, seguida por las plataformas de lectura larga, redujo el costo de un genoma humano de miles de millones de dólares a unos pocos cientos.
Key figures
- Frederick Sanger
- Eric Lander
- Craig Venter
Related topics
Seminal works
- sanger1977
- lander2001
Frequently asked questions
- ¿Por qué un genoma debe ser ensamblado en lugar de simplemente leerse de principio a fin?
- Los instrumentos de secuenciación solo pueden leer tramos cortos de ADN a la vez, por lo que un genoma se fragmenta en innumerables piezas; el software de ensamblaje luego reconstruye el orden original detectando dónde se superponen los fragmentos.
- ¿Qué significa la cobertura de secuenciación?
- La cobertura es el número promedio de veces que se lee cada base en el genoma; una mayor cobertura brinda más confianza en cada llamada y ayuda a distinguir las variantes verdaderas de los errores de secuenciación.