در سال های اخیر پیشرفت های فوق العاده ای در توانایی ما برای تعیین سریع و کم هزینه توالی DNA توالی به وجود آمده است. این مساله تحولات بنیادین در زمینه های ژنتیک و زیست شناسی ایجاد کرده که منجر به درک عمیق تر از رویدادهای مولکولی در فرایندهای زیستی شده است. پیشرفت های سریع تکنولوژیکی، فرصت ها و کاربردهای تعیین توالی را به سرعت گسترش داده است و در عین حال چالش هایی در مراحل پیشین تعیین توالی و در فرآیندهای پایین دستی بررسی و تجزیه و تحلیل این حجم انبوه از داده های توالی تحمیل کرده است. به طور سنتی، تعیین توالی، به قطعات کوچک DNA برای حدود یک هزار پایه(مشتق شده از ژنوم ارگانیسم) بمنظور حفظ کیفیت توالی و دقت بالا برای خواندن طول های بالاتر محدود شده است. اگر چه پیشرفت های تکنولوژیکی بسیاری بوجود آمده است، روش های تعیین توالی موازی که بطور تجاری در حال حاضر در دسترس هستند قادر به حل این مساله نیستند. روش تعیین توالی قادر به حل این مسئله نبوده است. با این حال، اعلان اخیر در تعیین توالی نانوحفره وعده از بین بردن این محدودیت خواندن طول را داده است، که امکان تعیین توالی قطعات سالم بزرگ تر DNA را می دهد. توانایی تعیین توالی DNA سالم با دقت بالا گامی بزرگ به سوی تسهیل تجزیه و تحلیل پایین دستی و افزایش قدرت تعیین توالی نسبت به امروز است. این بررسی برخی از پیشرفت های فنی در تعیین توالی که مرزهای جدیدی را در ژنتیک باز کرده-اند پوشش می دهد.
1. مقدمه
درک کامل زبان DNA نیاز به تعیین کامل ترتیب پایه های ژنوم انسان (و یا دیگر موجودات مورد نظر) دارد. دستیابی به آن دانش، وعده بینش کامل تر نسبت به تغییرات بیولوژیکی و علل بیماری ها را می دهد. در سپیده دم تعیین توالی، خواندن ترتیب چهار پایه DNA یک فرایند دست و پا گیر بود. تعیین توالی اگرچه هنوز به سختی، با معرفی روش تجزیه شیمیایی صنعتی توسط Maxam و Gilbert [1] و روش تعیین توالی زنجیره پایانی که توسط sanger ساخته شده بود[2] در پایان دهه 1970 ممکن شد. ثابت شد روش دوم مفید تر است و روش غالب تعیین توالی DNA برای تقریبا سه دهه بود و پروژه ژنوم انسان (HGP) را به پیش برد، و هنوز هم توسط بسیاری به عنوان "استاندارد طلایی" در نظر گرفته می شود. راه اندازی تجاری ابزارهای تعیین توالی موازی فشرده DNA در سال 2005 آغاز تغییر پارادایم طراحی شده توسط تکنیک-های جدید تعیین توالی DNA بود که به محققان برای پاسخ به سوالات جسورانه در آزمایشات وسیع ژنوم الهام بخشید. در سال های اخیر رقبای جدید بسیاری در زمینه تعیین توالی موازی فشرده دیده می شود. قابل ذکر است، روش های تعیین توالی نوآورانه با استفاده از تک مولکول های DNA و تشخیص بی درنگ ظهور کرده اند. در حال حاضر، این رویکردهای نواورانه در حال تکمیل پلتفرم های تعیین توالی موجود است، اما پیش از آن، آنها مسیری طولانی برای جایگزین شدن با روش تعیین توالی موازی فشرده دارند.
فن آوری های معمول تعیین توالی DNA و چالش های خود و محدودیت هایشان، در زیر توضیح داده می-شود. خلاصه ای از ویژگی های هر یک از تکنولوژی ها در جدول 1 ارائه شده است حالی که تعدادی از خوانش توالی ها و خوانش طول در شکل 1 نشان داده شده است.
این مقاله در نشریه الزویر منتشر شده و ترجمه آن با عنوان تعیین توالی DNA در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
