DNA -sekvensointi on kokoelma tieteellisiä menetelmiä DNA -molekyylin nukleotidiemästen sekvenssin määrittämiseksi. Kaikilla elävillä organismeilla on DNA (deoksiribonukleiinihappo) kussakin solussa. Jokainen organismin solu sisältää koko organismin geneettisen koodin. DNA -sekvensointiprosessi muuttaa tietyn organismin DNA: n muotoon, jota tutkijat voivat käyttää biologisten prosessien perustutkimukseen, lääketieteelliseen tutkimukseen ja oikeuslääketieteeseen.
DNA -sekvensoinnissa voidaan käyttää useita menetelmiä. Ensimmäiset menetelmät kehitettiin 1970 -luvulla, ja ne ovat erittäin työläitä ja aikaa vieviä. Nykyään suosituin ja yleisin sekvensointireaktio on dideoksinukleotidisekvensointi, joka voidaan tehdä käsin tai koneilla sekvensoitavan materiaalin määrästä riippuen.
Geneettisen materiaalin määrä organismissa vaihtelee huomattavasti ja se mitataan sen sisältämien nukleotidiemästen lukumäärällä. Esimerkiksi viruksella tai bakteereilla voi olla vain viisi tuhatta emästä, kun taas ihmisen genomissa on noin kolme miljardia emästä. DNA -sekvensoinnin dideoksinukleotidisekvensointimenetelmä voi sekvensoida monia genomeja päivinä ja suuret genomit vuosina, ei vuosikymmeninä.
DNA -sekvensoinnissa on neljä vaihetta. Ensin DNA on poistettava solusta. Sitten se käy läpi sekvensointireaktion. Seuraavaksi DNA erotetaan koon mukaan ja lopulta analysoidaan tietokoneella, joka asettaa tulokset käyttökelpoiseen muotoon.
Ensimmäinen vaihe DNA -sekvensoinnissa on saada DNA ulos solusta. Tämä voidaan tehdä mekaanisesti tai kemiallisesti. DNA: ta on kahdessa säikeessä, mutta vain yksi juoste voidaan sekvensoida kerrallaan.
Kun DNA on hajotettu, se asetetaan vektoreihin, jotka ovat soluja, jotka replikoituvat itse loputtomiin, yhdessä alukkeen kanssa, joka on kemikaali, joka saa prosessin käyntiin. Tämä luo klooneja sekvensoitavan organismin DNA: sta. Sekvensointireaktio käyttää aluketta aloittaakseen toisen DNA -juosteen toistamisen kemiallisen prosessin. Sekvensointi suoritetaan lämpöjaksolla, jolloin reaktio toistetaan monta kertaa. Reaktion toistaminen johtaa sekvensoidun DNA: n suurempaan saantiin.
Sekvensoinnin jälkeen DNA lajitellaan koon mukaan kapillaarielektroforeesilla. Sähkövirta vetää DNA: ta kapillaarin geelin läpi, joka on hyvin ohut lasiputki. DNA -säikeet tulevat esiin lajiteltuina pituuden mukaan. Kun ne nousevat kapillaarista, ne kulkevat laserin läpi, joka aktivoi väriaineet, jotka tunnistavat nukleotidiemäkset. Nämä tiedot syötetään tietokoneeseen, joka näyttää sitten DNA -sekvenssin näytöllä.