Sekvenciranje DNK

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje

Sekvenciranje DNK je proces određivanja točnog poretka (sekvencije, niza) nukleotida u molekuli DNK. U sekvenciranje ubrajamo svaku metodu ili tehniku kojom se služimo radi određivanja poretka četiriju baza: purinskih adenina, gvanina i pirimidinskih citozina i timina u lancu DNK.[1] Pojavom metoda sekvenciranja DNK ubrzana su biološka i medicinska istraživanja i otkrića.

Prve sekvencije DNK dobivene su ranih 1970-ih. Akademski istraživači došli su do njih uporabom metoda temeljenih na dvodimenzijskoj kromatografiji. Razvitkom metoda temeljenih na fluorescenciji s automatiziranom analizom,[2] sekvenciranje DNK postalo je lakše i brže.[3]

Premda je još 1953. ustvrđeno da je DNK strukturnog oblika dvostruke uzvojnice,[4] prošla su desetljeća prije nego se moglo pouzdano laboratorijski analizirati nizove u fragmentima DNK. Sekvenciranje RNK bio je jedan od najranijih oblika sekvenciranja nukleotida. Veliki miljokaz u sekvenciranju RNK je sekvencija prvog kompletnog gena i potpunog genoma bakteriofaga MS2, kojeg je identificirao i objavio Walter Fiers i njegovi suradnici s Sveučilišta u Gentu u Belgiji 1972. godine[5] i 1976.[6]

Prva metoda određivanja sekvencija DNK sadržavala je strategiju ekstenzije lokacijski specifičnih početnica koju je osnovao Ray Wu sa Sveučilišta Cornell 1970. godine[7] Kataliza DNK polimeraze i označavanje specifičnih nukleotida primjenjivali su se radi sekvenciranja kohezivnih krajeva lambda faga DNK[8][9][10] Između 1970. i 1973. Wu, R Padmanabhan i kolege demonstrirali su da se može primijeniti ovu metodu kod determiniranja svake sekvencije DNK služeći se početnicama specifičnim za pojedinu lokaciju.[11][12][13][14] Frederick Sanger je tad usvojio ovu strategiju ekstenzije početnice radi razvijanja još bržih metoda sekvenciranja DNK u Centru MRC, Cambridge, UK i objavio metodu za "sekvenciranje DNK s inhibitorima terminiranja lanca" 1977. godine.[15] Walter Gilbert i Allan Maxam sa sveučilišta Harvard također su razvili metode sekvenciranja, uključujući onu za "sekvenciranje DNK kemijskom degradacijom".[16][17] Godine 1973. Gilbert i Maxam izvijestili su o nizu 24 bazna para služeći se metodom znanom kao analiza lutajuće točke.[18] Napredovanje u sekvenciranju pripomoglo je razvijanje tehnologije rekombinantne DNK, dopuštajući uzorcima DNK da budu izolirani i od drugih izvora, a ne samo virusa.

Za rad na biokemiji nukleinskih kiselina Walter Gilbert, Frederick Sanger i Paul Berg dobili su Nobelovu nagradu za kemiju 1980. godine.[19]

Referencije[uredi | uredi kôd]

  1. DNK (PDF). Šumarska genetika. Šumarski fakultet u Zagrebu. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 29. prosinca 2014. Pristupljeno 29. prosinca 2014.
  2. Olsvik O, Wahlberg J, Petterson B, Uhlén M, Popovic T, Wachsmuth IK, Fields PI. Siječanj 1993. Use of automated sequencing of polymerase chain reaction-generated amplicons to identify three types of cholera toxin subunit B in Vibrio cholerae O1 strains. J. Clin. Microbiol. 31 (1): 22–25. PMC 262614. PMID 7678018CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  3. Pettersson E, Lundeberg J, Ahmadian A. Veljača 2009. Generations of sequencing technologies. Genomics. 93 (2): 105–11. doi:10.1016/j.ygeno.2008.10.003. PMID 18992322CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  4. Watson JD, Crick FH. 1953. The structure of DNA. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 18: 123–31. doi:10.1101/SQB.1953.018.01.020. PMID 13168976
  5. Min Jou W, Haegeman G, Ysebaert M, Fiers W. Svibanj 1972. Nucleotide sequence of the gene coding for the bacteriophage MS2 coat protein. Nature. 237 (5350): 82–8. Bibcode:1972Natur.237...82J. doi:10.1038/237082a0. PMID 4555447CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  6. Fiers W, Contreras R, Duerinck F, Haegeman G, Iserentant D, Merregaert J, Min Jou W, Molemans F, Raeymaekers A, Van den Berghe A, Volckaert G, Ysebaert M. Travanj 1976. Complete nucleotide sequence of bacteriophage MS2 RNA: primary and secondary structure of the replicase gene. Nature. 260 (5551): 500–7. Bibcode:1976Natur.260..500F. doi:10.1038/260500a0. PMID 1264203CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  7. Faculty - Department of Molecular Biology and Genetics. Cornell University
  8. PADMANABHAN, R; Ray Wu; Ernest Jay. Lipanj 1974. Chemical Synthesis of a Primer and Its Use in the Sequence Analysis of the Lysozyme Gene of Bacteriophage T4. Proceedings of the National Academy of Sciences. 71 (6): 2510–2514. doi:10.1073/pnas.71.6.2510
  9. Onaga LA. Lipanj 2014. Ray Wu as Fifth Business: Demonstrating Collective Memory in the History of DNA Sequencing. Studies in the History and Philosophy of Science. Part C. 46: 1–14. doi:10.1016/j.shpsc.2013.12.006. PMID 24565976. Pristupljeno 7. svibnja 2014.
  10. Wu, Ray. 19. travnja 1972. Nucleotide Sequence Analysis of DNA. Nature. 236 (68): 198–200. doi:10.1038/newbio236198a0. Pristupljeno 7. svibnja 2014.
  11. Padmanabhan, R; Ray Wu. 1972. Use of oligonucleotides of defined sequences as primers in DNA sequence analysis. Biochemical and Biophysical Research. 1295–1302. 48
  12. Faculty _ Department of Molecular Biology and Genetics. Cornell. Pristupljeno 7. svibnja 2014.
  13. Wu, R; Padmanabhan. 1973. R. Biochemical and Biophysics Research. 55: 1092–1098
  14. Jay E, Bambara R, Padmanabhan R, Wu R. Ožujak 1974. DNA sequence analysis: a general, simple and rapid method for sequencing large oligodeoxyribonucleotide fragments by mapping. Nucleic Acids Research. 1: 331–353. doi:10.1093/nar/1.3.331. PMC 344020. PMID 10793670CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  15. Sanger F, Nicklen S, Coulson AR. Prosinac 1977. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 74 (12): 5463–7. Bibcode:1977PNAS...74.5463S. doi:10.1073/pnas.74.12.5463. PMC 431765. PMID 271968CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  16. Maxam AM, Gilbert W. Veljača 1977. A new method for sequencing DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 74 (2): 560–4. Bibcode:1977PNAS...74..560M. doi:10.1073/pnas.74.2.560. PMC 392330. PMID 265521
  17. Gilbert, W. DNA sequencing and gene structure. Nobel lecture, 8. prosinca 1980.
  18. Gilbert W, Maxam A. Prosinac 1973. The Nucleotide Sequence of the lac Operator. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 70 (12): 3581–4. Bibcode:1973PNAS...70.3581G. doi:10.1073/pnas.70.12.3581. PMC 427284. PMID 4587255
  19. Nobelova nagrada za kemiju 1980.