طرح تکنيک هاي توالی یابی ژنتیک برای درمان بیماری های عفونی

۱,۵۷۷
۰
۰
جمعه, ۰۵ مرداد ۱۳۹۷ ۰۶:۳۰

توالی‌یابی چیست ؟ در علم ژنتیک و بیوشیمی، به معنی تشخیص ساختار داخلی یک بسپار (نظیر ترتیب نوکلئوتیدهای سازنده دی‌ان‌ای) است. نتیجه ی این فرایند، دستیابی به توالی ساختارهای مختلف اتمی در بسپار است که نمایانگر ساختار توالی مولکول در سطح اتمی می باشد.

توالی یابی دی‌ان‌ای باید سه ویژگی داشته باشد:

  1. مکمل بودن
  2. وارون بودن
  3. زوج نوکلئوتید بودن.

نسل جديد تکنيك هاي توالی یابی ژنتیک (NGS=Next Generation sequencing)

جدیدترین روش تشخیص تقلبات مواد غذایی، محصولات GMO، درمان بیماری های عفونی و ...

همـزمان با پيـشرفت فن آوري هاي DNA نو تركيب، كلون كردن ژن ها و توالي يابي DNA در دهه ١٩٧٠ و ابتداي دهه ١٩٨٠ ، دانشمندان بحث درباره ي امكان توالي يابي ژنوم انسان را آغاز كردند. در سال 1990 که پروژه ژنوم انسان آغاز شد، پیش بینی می شد با همکاری چندین شرکت مهم از سراسر جهان (آمریکا، انگلستان، ژاپن، فرانسه، آلمان، چین) این پروژه 15 سال طول بکشد.

اما با ابداع روش های توالی یابی DNA ،دو پيش نويس اوليه از توالي ژنوم انسان در فوريه ٢٠٠١ و با هزينه اي بالغ بر ٣٠٠ ميليون دلار منتشر شد، با پيشرفت كار، توالي تقريبا كاملي از ژنوم انسان شامل ٩٩ درصد DNA يوكروماتيك در سال ٢٠٠٣ منتشر گرديد و پس از آن تحولي شگرف در ژنتیک اتفاق افتاد.

روش توالي يابي سنگر كه در سال ١٩٧٧ به عنوان اولين روش توالي يابي DNA ابداع شد، مجموعه اي از قطعات DNA را توليد مي كند كه اندازه آنها تنها در يك نوكلئوتيد با يكديگر تفاوت دارد. در ابتدا از ژل هاي پلي اكريلاميد براي جداسازي اين قطعات DNA استفاده مي شد.

اما به تدريج ستون هاي كوتاه جايگزين استفاده از ژل هاي بزرگ شد، به كمك اين ستون ها مي توان قطعات DNA را در ٢ تا ٣ ساعت از يكديگر جدا نمود. اين ستون ها قابليت استفاده مجدد را دارند و جدا كردن قطعاتي بين ٧٠٠ تا ٨٠٠ جفت باز را امكان پذير مي سازند يعني ظرفيتي مشابه با ژل هاي پلي اكريلاميدي پيشين دارند اما كار با آنها به مراتب ساده تر است .

با استفاده از نوكلئوتيدهاي فلورسانت خاتمه دهنده زنجيره ، پيشرفت مهم ديگري در توالي يابي DNA حاصل شد. به طور كلي در اين روش آخرين نوكلئوتيد هر يك از قطعات DNA با يك رنگ فلورسانت نشانه گذاري مي شود بنابراين هر قطعه DNA داراي اندازه و رنگ منحصر به فردي خواهد بود.

هم زمان با جدا شدن اين قطعات بر روي ستون كه بر اساس اندازه ي آنها انجام مي شود، حسگرهاي فلورسانت، رنگ هر قطعه DNA را شناسايي مي كنند. به اين ترتيب، يك ستون، يك توالي ٦٠٠ تا ٨٠٠ جفت بازي را در كمتر از سه ساعت بر اساس اندازه جداسازي كرده و رمزگشايي مي كند.

دستگاه هاي توالي يابي خودكار كه از نوكلئوتيدهاي فلورسانت استفاده مي كنند به گونه اي توسعه يافته اند كه داراي ٣٨٤ ستون مجزا كننده هستند و قادرند در يك اجراي سه ساعته، ٢٠٠ كيلو جفت باز DNA را توالي يابي كنند. مجموعه اي از ١٠٠ دستگاه مي توانند اطلاعاتي معادل توالي ژنومي انسان را تنها در دو ماه ايجاد نمايند.

نسل جديد تکنيك هاي توالی یابی ژنتیک (NGS=Next Generation sequencing)

هم اكنون رقابتي در جريان است تا از نانوتكنولوژي براي ايجاد ابزارهاي توالي يابي سريع و ارزان قيمت استفاده شود. در واقع هدف آن است كه فن آوري توالي يابي به اندازه ي كافي سريع، ساده و ارزان قيمت شود كه امكان توالي يابي ژنوم هاي افراد به منظور تشخيص هاي باليني فراهم گردد.

اكنون وجود نسل جديد دستگاه هاي توالي يابي انقلابي عظيم در ژنتيك ايجاد كرده اند و قادر به توالي يابي ژنوم انسان به قيمت ١٠٠٠ دلار و حتي كمتر در طي چند روز با كيفيت بالا مي باشند. توالي هاي توليد شده توسط نسل جديد دستگاه هاي تعيين توالي اصطلاحا Read ناميده مي شوند.

به طور كلي توالي يابي قطعات DNA با استفاده از تكنيك هاي جديد توالي يابي، برخلاف توالي يابي با روش سنگر نيازي به مراحل همسانه سازي ندارد، اين مسئله زمان و هزينه توالي يابي را به شدت كاهش داده است.

مزيت قابل توجه ديگر اين نوع توالي يابي، توليد چندين ميليون توالي به طول متوسط ٣٠ تا ٧٠٠ جفت باز (بسته به هدف مورد نظر و نوع سيستم مورد استفاده) تنها در طي چند ساعت يا چند روز با دقت و صحت بالا مي باشد (توالي يابي در مقياس وسيع) .

اين ويژگي ها باعث شد تا اين تكنولوژي جايگزين روش توالي يابي سنگر شده و اغلب آزمايشگاه ها بتواند به طور مستقل از مراكز توالي يابي ژنومي بزرگ از آن بهره برداري كنند. لازم به ذكر است كه در كنار مزاياي ارزشمند تكنيك NGS) Next Generation Sequencing )،

آناليز داده هاي عظيم حاصل از توالي يابي كه طول كوتاهي دارند بزرگترين چالش در اين زمينه مي باشد كه نيازمند كامپيوترهاي پيشرفته، نرم افزارهاي خاص براي آناليز داده ها و همچنين دانش و تخصص كافي است .

نسل جديد دستگاه هاي توالي يابي در اواخر دهه ١٩٩٠ توسط شركت هاي مختلف يعني Roch 454 Science Life - Illumina Solexa -SOLiD - ABI و Clear lab (شرکت آمریکایی به مدیریت آقای دکتر رامین خاکسار ، در زمینه کشف تقلبات غذایی) ايجاد و در طي سال هاي 2005 و 2006 تجاري شدند.

divider

کاربر گرامی چنانچه این مطلب برای شما مفید بوده لایک کنید ، یا راهکاری دیگری دارید با دیگر کاربران مجله دلگرم به اشتراک بگذارید.

تهیه و گردآوری مجله دلگرم

جهان باورصاد


طرح تکنيک هاي توالی یابی ژنتیک برای درمان بیماری های عفونی
امتیاز : 1 تعداد رای : 1
0
0

پاسخ به سوالات پزشکی ، مامایی و جنسی شما (توسط پزشک و ماما مجله دلگرم)


دیدگاه ها

شما هم می توانید نظرات خود را ثبت کنید



کد امنیتی کد جدید

آخرین مطالب دلگرم

StatCounter