डीएनए अनुक्रमण
डीएनए में क्षारों का क्रम कैसे निर्धारित किया जाता है — सैंगर की श्रृंखला-समाप्ति विधि से लेकर उन बड़े पैमाने पर समानांतर प्रौद्योगिकियों तक जो पूरे जीनोम को पढ़ती हैं।
Definition
डीएनए अनुक्रमण एक डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड के सटीक क्रम का निर्धारण है, जिसे ऐतिहासिक रूप से श्रृंखला-समाप्ति संश्लेषण द्वारा प्राप्त किया गया था और अब मुख्य रूप से बड़े पैमाने पर समानांतर विधियों द्वारा प्राप्त किया जाता है जो एक साथ कई टुकड़ों को पढ़ते हैं।
Scope
यह विषय डीएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को पढ़ने की विधियों को शामिल करता है: श्रृंखला-समाप्ति (सैंगर) विधि और इसके क्षार-विशिष्ट समाप्ति का सिद्धांत, और उच्च-थ्रूपुट, बड़े पैमाने पर समानांतर दृष्टिकोण जो इसके बाद आए और जीनोम-स्केल अनुक्रमण को नियमित बनाया। यह अनुक्रमण के तर्क को बताता है; प्रवर्धन और क्लोनिंग जो डीएनए को अनुक्रमण के लिए तैयार करते हैं, उन्हें सहयोगी विषयों में शामिल किया गया है।
Core questions
- श्रृंखला-समाप्ति अनुक्रमण क्षारों के क्रम को कैसे प्रकट करता है?
- लेबल वाले डाइडिऑक्सीन्यूक्लियोटाइड ने अनुक्रमण को व्यावहारिक क्यों बनाया?
- बड़े पैमाने पर समानांतर विधियाँ पूरे जीनोम में अनुक्रमण को कैसे बढ़ाती हैं?
- छोटे रीड को लंबी अनुक्रमों और जीनोम में कैसे इकट्ठा किया जाता है?
Key theories
- श्रृंखला-समाप्ति अनुक्रमण
- श्रृंखला-समाप्ति डाइडिऑक्सीन्यूक्लियोटाइड की उपस्थिति में संश्लेषण से एक दिए गए क्षार की प्रत्येक घटना पर समाप्त होने वाले टुकड़ों का एक सेट उत्पन्न होता है, और इन्हें लंबाई के अनुसार व्यवस्थित करने से अनुक्रम का पता चलता है, जैसा कि सैंगर और सहयोगियों द्वारा प्रस्तुत किया गया था।
- बड़े पैमाने पर समानांतर अनुक्रमण
- एक साथ बड़ी संख्या में डीएनए टुकड़ों को पढ़ने और अनुक्रम को कम्प्यूटेशनल रूप से पुनर्निर्माण करने से लागत कम हुई और थ्रूपुट में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई, जिससे नियमित जीनोम-स्केल अनुक्रमण संभव हो गया।
Mechanisms
श्रृंखला-समाप्ति अनुक्रमण में, एक प्राइमर को सामान्य न्यूक्लियोटाइड के साथ-साथ डाइडिऑक्सीन्यूक्लियोटाइड के एक छोटे अनुपात की उपस्थिति में एक टेम्पलेट के साथ बढ़ाया जाता है, जो एक बार शामिल होने पर संश्लेषण को रोक देता है; इसका परिणाम टुकड़ों का एक नेस्टेड सेट होता है जिसका टर्मिनल क्षार ज्ञात होता है, जिन्हें अनुक्रम को पढ़ने के लिए आकार के अनुसार अलग किया जाता है। आधुनिक बड़े पैमाने पर समानांतर प्लेटफॉर्म कई टेम्पलेट टुकड़ों को स्थिर और प्रवर्धित करते हैं और उन सभी में एक साथ क्षार समावेशन का पता लगाते हैं, जिससे बड़ी संख्या में छोटे रीड उत्पन्न होते हैं जिन्हें सॉफ्टवेयर पूर्ण अनुक्रम में संरेखित या इकट्ठा करता है।
Clinical relevance
अनुक्रमण आनुवंशिक निदान, कैंसर जीनोमिक्स, रोगजनक निगरानी और चिकित्सा के व्यक्तिगत दृष्टिकोणों का आधार है; इसे महत्व के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में।
History
सैंगर की श्रृंखला-समाप्ति विधि और समानांतर मैक्सम-गिल्बर्ट रासायनिक विधि, दोनों 1970 के दशक से, ने डीएनए अनुक्रमण को संभव बनाया और नोबेल पहचान अर्जित की; 2000 के दशक में बड़े पैमाने पर समानांतर प्रौद्योगिकियों के उदय ने लागत को कई गुना कम कर दिया और जीनोमिक युग की शुरुआत की।
Key figures
- Frederick Sanger
- Walter Gilbert
Related topics
Seminal works
- sanger1977
- lodish2016
Frequently asked questions
- डाइडिऑक्सीन्यूक्लियोटाइड क्या है और इसका उपयोग अनुक्रमण में क्यों किया जाता है?
- यह एक संशोधित न्यूक्लियोटाइड है जो एक बार जुड़ने के बाद आगे के संश्लेषण को रोक देता है; इसे यादृच्छिक स्थितियों पर शामिल करने से प्रत्येक क्षार पर समाप्त होने वाले टुकड़े उत्पन्न होते हैं, जो अनुक्रम को प्रकट करते हैं।
- पूरे जीनोम को अब इतनी जल्दी कैसे अनुक्रमित किया जा सकता है?
- बड़े पैमाने पर समानांतर प्लेटफॉर्म एक साथ लाखों डीएनए टुकड़ों को पढ़ते हैं और उन्हें इकट्ठा करने के लिए सॉफ्टवेयर का उपयोग करते हैं, जिससे पिछली विधियों की तुलना में गति में भारी वृद्धि होती है और लागत कम होती है।