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Wissenschaftler haben die Fähigkeit, das DNA-Molekül zu sequenzieren; Mit anderen Worten, sie können die Reihenfolge der Nukleotidbasen in einem gegebenen Molekül bestimmen. Die Sequenzierung des DNA-Moleküls kann der erste von mehreren Schritten sein, die erforderlich sind, um herauszufinden, wie die spezifischen Nukleotide in einem DNA-Molekül miteinander interagieren und für verschiedene Merkmale in einem Organismus kodieren. Der Prozess der Sequenzierung von DNA ist eher involviert, aber automatische DNA-Sequenzierer minimieren die Beteiligung des Menschen, die für zumindest einen Teil des Prozesses erforderlich ist.
Probenvorbereitung
Damit ein automatischer DNA-Sequenzer funktioniert, muss er die vier Nukleotidbasen erkennen, aus denen sich die DNA zusammensetzt: Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin. Wissenschaftler kopieren ein Stück DNA mehrmals und verwenden Restriktionsenzyme, um die DNA in Stücke unterschiedlicher Größe zu schneiden. Sie fügen dann eine kleine Menge fluoreszenzmarkierter Base zu jeder DNA-Charge hinzu. Die Base, die entweder Adenin, Thymin, Guanin oder Cytosin ist, wird am Ende eines Strangs an sein Basenkomplement binden. Zum Beispiel wird Adenin an Stränge binden, die mit Thymin enden, und Guanin wird an Stränge binden, die mit Cytosin enden.
Automatische DNA-Sequenzer-Konstruktion
Ein automatischer DNA-Sequenzer ist ähnlich aufgebaut wie ein DNA-Sequenzer, der mehr Handarbeit erfordert. Insbesondere ist ein automatischer DNA-Sequenzierer ein etwa 1 Fuß langer Tank mit 96 Gelvertiefungen, in die DNA gegossen werden kann. In einem automatischen DNA-Sequenzer wird wie in jedem DNA-Sequenzer die DNA in die Gelvertiefungen am oberen Ende des Tanks injiziert und eine negative Ladung auf dieses Ende des Tanks aufgebracht. Die negative Ladung gibt den DNA-Strängen einen starken Anreiz, unterschiedliche Entfernungen bis zum Ende des Tanks zurückzulegen.
Automatische Einspritzung
Ein automatischer DNA-Sequenzer injiziert automatisch DNA-Chargen in die Oberseite des Gels. Das spart Forschern enorm viel Zeit und Mühe. Nachdem die Chargen injiziert wurden, legt der Sequenzer automatisch eine negative Ladung an ein Ende des Tanks an, wodurch die Stränge unterschiedlich weit durch das Gel wandern. Die unterschiedlichen Abstände spiegeln die unterschiedlichen Größen der DNA-Stränge wider, die durch das Gel laufen.
Detektor
Viele automatische DNA-Sequenzierungsmaschinen sind eingerichtet, um den fluoreszierenden Farbstoff auf den DNA-Strängen zu detektieren, die durch das Gel laufen. Dabei können sie die Nukleotide an den Enden der Stränge identifizieren und im Computer aufzeichnen. Sequenzer präsentieren jedoch bestenfalls eine durcheinandergebrachte Version von DNA-Nukleotiden. Nach der Verwendung eines automatischen DNA-Sequenziergeräts müssen Sie einen Prozess namens "Finishing" durchlaufen, bei dem eine Kombination aus Computern und Forschern die Ergebnisse der DNA-Strangerkennung sortiert, um die Daten zu einer umfassenden Beschreibung eines DNA-Strangs zusammenzusetzen. Es überrascht nicht, dass dieser Vorgang viel länger dauern kann als der eigentliche Ablauf der Sequenzierung.