Hva er DNA-sekvensering?

DNA-sekvensering er en samling av vitenskapelige fremgangsmåter for bestemmelse av sekvensen av nukleotid-basene i et molekyl av DNA. Alle levende organismer har DNA (deoksyribonukleinsyre) i hver av sine celler. Hver celle i en organisme inneholder den genetiske kode for hele organismen. Prosessen med DNA-sekvensering transformeres DNA fra en gitt organisme til et format som kan brukes av forskere for den grunnleggende undersøkelse av biologiske prosesser, medisinsk forskning og i dataanalyse.

Det er flere metoder som kan brukes i DNA-sekvensering. De første metoder ble utviklet på 1970-tallet, og er svært arbeidskrevende og tidkrevende. Den mest populære og felles sekvenseringsreaksjon som brukes i dag er dideoksynukleotid-sekvensering, noe som kan gjøres for hånd eller med maskiner, avhengig av mengden av materiale som skal sekvenseres.

Mengden av genetisk materiale i en organisme varierer betydelig og er målt ved antall nukleotidbaser den inneholder. For eksempel kan et virus eller bakterier ha så få som fem tusen baser, mens det menneskelige genom inneholder omtrent tre milliarder baser. Dideoksynukleotid-sekvenseringsmetode for DNA-sekvensering kan sekvensere mange genomer i dager, og store genomer i år, i stedet for flere tiår.
annonse

Det er fire stadier i DNA-sekvensering. Først DNA må fjernes fra cellen. Deretter gjennomgår den en sekvenseringsreaksjon. Deretter blir DNA separert etter størrelse, og endelig analysert ved hjelp av en datamaskin som setter resultatene til et brukbart format.

Det første trinn i DNA-sekvensering er å få DNA ut av cellen. Dette kan gjøres mekanisk eller kjemisk. DNA kommer i to strenger, men bare en tråd kan bli sekvensert samtidig.

Når DNA er brutt opp, det blir satt på vektorer, som er celler som vil kopiere seg selv på ubestemt tid, sammen med en primer, som er et kjemikalie som blir prosessen i gang. Dette skaper kloner av DNA til organismen som blir sekvensert. Den sekvenseringsreaksjon bruker primeren for å starte den kjemiske prosessen med å gjengi den andre DNA-tråd. Sekvenseringen utføres i en termosykler, slik at reaksjonen blir gjentatt mange ganger. Å gjenta reaksjonen resulterer i et større utbytte av sekvenserte DNA.

Etter sekvensering, er DNA sortert etter størrelse ved kapillær elektroforese. DNA blir trukket av en elektrisk strøm gjennom en gel i kapillarrøret, som er et meget tynt glassrør. DNA-trådene dukker sortert etter lengde. Etter hvert som de kommer ut av kapillaren, passerer de gjennom en laser som aktiverer fargestoffer som identifiserer nukleotidbasene. Denne informasjonen blir matet inn i en datamaskin, som deretter viser DNA-sekvensen på skjermen.