जीनोम अनुक्रमण और संयोजन
एक जीनोम को पढ़ने का अर्थ है उसके अरबों आधारों के क्रम का निर्धारण करना, जिसे अनुक्रमण मशीनें केवल छोटे टुकड़ों में ही करती हैं, जिससे सॉफ्टवेयर को उन टुकड़ों के अतिव्यापी होने का पता लगाकर पूर्ण अनुक्रम को पुनर्निर्मित करना पड़ता है।
Definition
जीनोम अनुक्रमण किसी जीव के डीएनए के न्यूक्लियोटाइड क्रम का प्रायोगिक निर्धारण है, और संयोजन एक अनुक्रमणक द्वारा उत्पादित कई छोटे रीड्स से पूर्ण अनुक्रम का कम्प्यूटेशनल पुनर्निर्माण है।
Scope
यह विषय सैंगर डाइडिऑक्सी अनुक्रमण, अगली पीढ़ी और लंबी-रीड अनुक्रमण के सिद्धांत, पूरे-जीनोम शॉटगन और क्लोन-आधारित रणनीतियाँ, रीड्स का कॉन्टिग्स और स्कैफोल्ड्स में कम्प्यूटेशनल संयोजन, संयोजन गुणवत्ता के माप जैसे कवरेज और निरंतरता, और परिणामी संदर्भ जीनोम को शामिल करता है। यह बताता है कि जीनोम के अनुक्रम का निर्धारण कैसे किया जाता है; उस अनुक्रम की व्याख्या आसन्न विषयों में शामिल है।
Core questions
- सेंगर अनुक्रमण श्रृंखला टर्मिनेटरों का उपयोग करके आधारों के क्रम का निर्धारण कैसे करता है?
- अगली पीढ़ी और लंबी-रीड अनुक्रमण को क्या तेज़ और सस्ता बनाता है, और उनके क्या फायदे-नुकसान हैं?
- लाखों अतिव्यापी रीड्स को गुणसूत्रों में कैसे संयोजित किया जाता है?
- कवरेज और निरंतरता के माप हमें एक संयोजन की गुणवत्ता के बारे में क्या बताते हैं?
Key concepts
- सेंगर डाइडिऑक्सी अनुक्रमण
- अगली पीढ़ी और लंबी-रीड अनुक्रमण
- पूरे-जीनोम शॉटगन रणनीति
- रीड संयोजन: कॉन्टिग्स और स्कैफोल्ड्स
- कवरेज, निरंतरता, और संदर्भ जीनोम
Mechanisms
सेंगर अनुक्रमण श्रृंखला-समाप्त करने वाले डाइडिऑक्सीन्यूक्लियोटाइड का उपयोग करके खंडों की एक सीढ़ी उत्पन्न करता है जिनकी लंबाई अनुक्रम को प्रकट करती है; बड़े पैमाने पर समानांतर प्लेटफॉर्म एक साथ लाखों खंडों को पढ़ते हैं, और संयोजन सॉफ्टवेयर रीड्स के बीच अतिव्यापी का पता लगाकर उन्हें कॉन्टिग्स में विलय करता है, इन कॉन्टिग्स को प्रत्येक गुणसूत्र के साथ स्कैफोल्ड्स में व्यवस्थित और उन्मुख करता है।
Clinical relevance
किफायती अनुक्रमण ने दुर्लभ वंशानुगत रोगों के निदान, ट्यूमर की प्रोफाइलिंग, रोगजनकों की पहचान और नवजात शिशुओं की स्क्रीनिंग के लिए पूरे-जीनोम और एक्सोम अनुक्रमण को नियमित बना दिया है, जिससे अनुक्रम निर्धारण एक ऐतिहासिक परियोजना से एक मानक प्रयोगशाला परीक्षण में बदल गया है।
History
सेंगर ने 1977 में श्रृंखला-समाप्ति अनुक्रमण की शुरुआत की, मानव जीनोम परियोजना ने 2001 में एक मसौदा मानव अनुक्रम का उत्पादन करने के लिए क्लोन-बाय-क्लोन और शॉटगन रणनीतियों को लागू किया, और 2000 के दशक के मध्य में अगली पीढ़ी के अनुक्रमण के आगमन के बाद, लंबी-रीड प्लेटफॉर्म द्वारा, एक मानव जीनोम की लागत अरबों डॉलर से कुछ सौ तक कम हो गई।
Key figures
- Frederick Sanger
- Eric Lander
- Craig Venter
Related topics
Seminal works
- sanger1977
- lander2001
Frequently asked questions
- एक जीनोम को सीधे पढ़ने के बजाय उसे संयोजित क्यों किया जाना चाहिए?
- अनुक्रमण उपकरण एक समय में डीएनए के केवल छोटे हिस्सों को ही पढ़ सकते हैं, इसलिए एक जीनोम को अनगिनत टुकड़ों में तोड़ा जाता है; संयोजन सॉफ्टवेयर तब टुकड़ों के अतिव्यापी होने का पता लगाकर मूल क्रम को पुनर्निर्मित करता है।
- अनुक्रमण कवरेज का क्या अर्थ है?
- कवरेज जीनोम में प्रत्येक आधार को पढ़ने की औसत संख्या है; उच्च कवरेज प्रत्येक कॉल में अधिक विश्वास देता है और अनुक्रमण त्रुटियों से वास्तविक भिन्नताओं को अलग करने में मदद करता है।