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door Camila Perdomo 5 jaren geleden

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Tecnologías de secuenciación

Las tecnologías de secuenciación han evolucionado significativamente desde los métodos tradicionales hasta las plataformas de secuenciación de nueva generación (NGS). El método de Sanger, conocido por su lectura larga de ADN, implica la terminación de cadena utilizando ddNTPs y produce resultados en forma de cromatogramas mediante electroforesis capilar.

Tecnologías de secuenciación

Luciferasa

Tecnologías de secuenciación

NGS: Secuenciación de nueva generación.

Aplicaciones.
Metagenómica para estudiar ecología microbiana.
Analizar cambios en los mecanismos reguladores del genoma.
Analizar cambios epigenómicos.
Analizar resultados de transcriptómica
Medición de la variación genética de un organismo que ya se conoce,
Alinear secuencias a secuencias que no se conozcan en "Sequencing de novo"
Plataformas de secuenciación.
Illumina.

Características.

Son raros los errores por inserción o deleción.

El error de sustitución es el error más común.

Es frecuente en secuencias con alto contenido de GC.

La tasa no es uniforme y puede incrementar.

Los reads son de una longitud fija.

Resultados.

4 fotos x ciclo del chip

Proceso de secuenciación.

Extiende la cadena con

"Chips" de vidrio que poseen 8 canales.

Tiene adherido primers.

Hibridación con una molécula

Separación y eliminación de la cadena original.

Extensión de la cadena naciente o complementaria.

Forma un puente o "bridge" a un primer adyacente.

Se deshacen y se inhibe la secuenciación por

Se bloquean los extremos 3'

Emite luz por láser.

Cambios de temperatura.

Se une la polimerasa sintetizando una nueva cadena

Se repite el anterior proceso exponencialmente.

Un Cluster.

Subtopic

"Real Time Sequencing: Oxford Nanopore Technologies."

El gradiente de corriente

Nucleótidos llamados "K-meros"

"SMRT single Molecule Real Time."

Hay dos tipos:

"Long Reads."

"Pacific Biosciences"

Usa 4 fluoróforos unidos a nucleótidos.

El grupo fosfato es cortado

Fluorescencia.

"Short Reads."

Ensable de fragmentos.

Silico.

"Cyclic reversible termination."

Nucleótidos de terminación virtuales.

Nucleósido modificado

No estar unido a nucleótido de cadena naciente.

Elongación de la cadena.

Estar unido a nucleótido de cadena naciente.

Inhibición de elongación de la cadena.

Incorporación de nucleótidos marcados.

Se repite

La eliminación e incorporación sucesiva

Templates unidos a adaptadores y primers universales.

Inicia la inserción de nucleótidos (cada un con diferente color)

Se realiza lavado.

Obtención de nucleótidos que se incorporan a la cadena naciente.

Utiliza bases del Método de Sanger.

"Sequencing by ligation."

Se repite x 10 ciclos

La eliminación e incoporporación sucesiva

Fluoróforos.

Secuenciamiento de templates.

Ligasas.

Liga la sonda (marcada con fluoróforo) con el template y primer universal.

Alineamiento.

"Ion torrent technology."

Se puede hacer de dos formas:

Adición de T'S en los pocillos.

Coindicen con la secuencia original.

Dos iones de hidrógeno.

Cambio mayor en el pH de la dilución

Traducido a Base-cooling.

Emulsión PCR.

Placa picotituladora que poseen microperlas.

Se le añaden nucleótidos a la cadena naciente.

Iones de hidrógeno.

Cambios en el pH de la dilución

Detectado por un micropontenciómetro.

"Roche/454 Sequencing."

Pirograma.

Pirosecuenciación.

Nucleótidos específicos

La secuencia original por acción de la polimerasa

reacciona con

Fosfato inforgánico

Placas de picotitulación

Dos tipos de microperlas

Sulfurilasa.

Luciferasa.

Preparación.
Amplificación por PCR

Emulsion PCR.

Emulsión en un tubo con

Oligonucleótidos

Polimerasa

"Bridge PCR"

Unión de un primer a una secuencia de interés.

Unión de adaptadores.

Formación de librerías.

El proceso es más rápido.
No se necesita realizar electroforesis
Eficiente

Las lecturas son más largas.

Bajo costo
Sistemas que pueden generar información
Secuenciar de forma masiva y en paralelo billones de reads.

Primera generación

Método de degradación química: secuenciación Maxam-Gilbert
Tratamiento químico

Roturas en 1 o 2 bases de nucleótidos.

Cuatro reacciones.

Método de terminación de cadena: Método de Sanger.
Preparación

Secuenciación con ddNTP

Clonación de fragmentos en un vector.

Fragmentación del genoma.

Ventajas

La lectura de ADN es larga con respecto a otros equipos.

Resultados

Cromatograma

Electroforesis

Limitaciones

El tamaño de bases de datos es pequeña

Costo

El tiempo es extenso

Baja calidad de primeras 10- 40 bases

Cantidad de reads baja con respecto a otros equipos.

Usar DNA como plantilla para secuenciar.

DNA polimerasa

Incorpora dNTP a la nueva cadena.

ddNTP (modificado)

Fluoróforo

Da un color determinando la terminación de la cadena.

Láser en un capilar.

Electroforesis capilar

Migración de moléculas de una muestra de acuerdo a su tamaño

Posee un H

Terminación de la elongación de la nueva cadena.

dNTP

Posee un grupo OH

La unión a otro dNTP para la elongación de la nueva cadena.

Primer

Permite la elongación de la nueva cadena.

Análisis de secuencias genómicas de organismos.