संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण

संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण (WGS) किसी जीव के जीनोम के लगभग पूर्ण न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को एक ही परख में निर्धारित करता है, बजाय चयनित जीनों या क्षेत्रों को लक्षित करने के। कोडिंग और गैर-कोडिंग डीएनए दोनों को पढ़कर, यह सबसे व्यापक प्राथमिक जीनोमिक डेटासेट प्रदान करता है और असेंबली, वेरिएंट कॉलिंग और डाउनस्ट्रीम जीनोमिक विश्लेषण के लिए इनपुट के रूप में कार्य करता है।

Definition

संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण एक प्रयोगशाला और कम्प्यूटेशनल प्रक्रिया है जिसमें किसी जीव के जीनोम में अनिवार्य रूप से सभी न्यूक्लियोटाइड के क्रम को निर्धारित किया जाता है, आमतौर पर डीएनए को खंडित करके, खंडों को अनावश्यक कवरेज पर पढ़कर, और पूर्ण अनुक्रम को पुनः प्राप्त करने के लिए उन्हें पुनर्निर्मित या संरेखित करके।

Scope

यह प्रविष्टि बताती है कि WGS क्या मापता है, उच्च कवरेज पर जीनोम को खंडित करने और पढ़ने की शॉटगन रणनीति, पूरे-एक्सोम अनुक्रमण जैसे लक्षित दृष्टिकोणों के साथ इसका अंतर, और संवेदनशीलता निर्धारित करने में अनुक्रमण गहराई की भूमिका। यह एक कार्यप्रणाली संबंधी विषय है और नैदानिक या परीक्षण संबंधी सिफारिशें प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण क्या कैप्चर करता है जो लक्षित अनुक्रमण नहीं करता है?
• शॉटगन रणनीति कई छोटे खंडों से पूरे जीनोम का पुनर्निर्माण कैसे करती है?
• अनुक्रमण गहराई वेरिएंट का पता लगाने की क्षमता को कैसे प्रभावित करती है?

Key concepts

• शॉटगन अनुक्रमण
• अनुक्रमण गहराई और कवरेज
• संपूर्ण-जीनोम बनाम संपूर्ण-एक्सोम अनुक्रमण
• कोडिंग और गैर-कोडिंग क्षेत्र
• प्रतिवर्ती टर्मिनेटर रसायन विज्ञान
• वेरिएंट कॉलिंग इनपुट

Mechanisms

WGS में, जीनोमिक डीएनए को खंडित किया जाता है और कई बार पढ़ा जाता है ताकि प्रत्येक स्थिति कई स्वतंत्र रीड्स द्वारा कवर हो; अतिरेक (गहराई) बेस कॉल्स को क्रॉस-चेक करने और वेरिएंट का पता लगाने में सहायता करता है। संपूर्ण-जीनोम शॉटगन दृष्टिकोण, जिसे वेंटर और सहयोगियों द्वारा मानव पैमाने पर प्रदर्शित किया गया था, जीनोम को यादृच्छिक खंडों में तोड़ता है, उन्हें अनुक्रमित करता है, और उन्हें कम्प्यूटेशनल रूप से फिर से जोड़ता है। प्रतिवर्ती-टर्मिनेटर रसायन विज्ञान ने बाद में बहुत कम लागत पर पूरे मानव जीनोम के सटीक बड़े पैमाने पर समानांतर पढ़ने को सक्षम किया। क्योंकि WGS गैर-कोडिंग के साथ-साथ कोडिंग डीएनए को भी पढ़ता है, यह नियामक और संरचनात्मक भिन्नता को कैप्चर करता है जिसे लक्षित परखें चूक जाती हैं।

Clinical relevance

संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण का उपयोग अनुसंधान और नैदानिक जीनोमिक्स में किसी व्यक्ति के पूर्ण आनुवंशिक मेकअप को चिह्नित करने के लिए तेजी से किया जा रहा है, जो कोडिंग और गैर-कोडिंग क्षेत्रों में वेरिएंट की खोज का समर्थन करता है। यह प्रविष्टि विधि और इसकी डेटा विशेषताओं का वर्णन करती है; यह शैक्षिक संदर्भ सामग्री है और किसी विशिष्ट परीक्षण या नैदानिक कार्रवाई के लिए सिफारिश नहीं है।

Evidence & guidelines

आधारभूत साक्ष्य प्रमुख प्राथमिक अध्ययनों का एक समूह है: 2001 में प्रकाशित दो मानव जीनोम अनुक्रम (वेंटर एट अल.; इंटरनेशनल ह्यूमन जीनोम सीक्वेंसिंग कंसोर्टियम) और बेंटले एट अल. (2008) द्वारा सटीक बड़े पैमाने पर समानांतर संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण का प्रदर्शन। सिम्स एट अल. (2014) जैसे कार्यप्रणाली संबंधी समीक्षाएं बताती हैं कि गहराई और कवरेज विश्लेषणात्मक संवेदनशीलता को कैसे आकार देते हैं।

History

मानव पैमाने पर संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण पहली बार 2001 में दो समानांतर प्रयासों के माध्यम से प्राप्त किया गया था, एक में पदानुक्रमित क्लोन-आधारित अनुक्रमण का उपयोग किया गया था और दूसरे में संपूर्ण-जीनोम शॉटगन असेंबली का उपयोग किया गया था। प्रतिवर्ती-टर्मिनेटर रसायन विज्ञान के साथ सटीक अनुक्रमण का 2008 का प्रदर्शन जनसंख्या-पैमाने पर WGS को व्यवहार्य बनाता है, और जैसे-जैसे विधि परिपक्व हुई, गहराई और कवरेज केंद्रीय डिजाइन पैरामीटर बन गए।

Key figures

• J. Craig Venter
• Eric Lander
• David Bentley

Seminal works

• venter-2001
• ihgsc-2001-wgs
• bentley-2008

Frequently asked questions

संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण संपूर्ण-एक्सोम अनुक्रमण से कैसे भिन्न है?

संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण अनिवार्य रूप से पूरे जीनोम को पढ़ता है, जिसमें गैर-कोडिंग और नियामक क्षेत्र शामिल हैं, जबकि संपूर्ण-एक्सोम अनुक्रमण केवल प्रोटीन-कोडिंग भाग (एक्सोम) को लक्षित करता है, जो जीनोम का एक छोटा सा अंश है।

संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण में अनुक्रमण गहराई क्यों महत्वपूर्ण है?

गहराई (कितने रीड्स प्रत्येक स्थिति को कवर करते हैं) यह निर्धारित करती है कि बेस कॉल्स और वेरिएंट कितने आत्मविश्वास से बनाए जा सकते हैं; उच्च गहराई संवेदनशीलता और सटीकता में सुधार करती है, खासकर कम आवृत्ति या विषमयुग्मजी वेरिएंट का पता लगाने के लिए।