Τι είναι η αλληλουχία των κυνηγετικών όπλων;

Η αλληλούχιση των κυνηγετικών όπλων είναι μια μέθοδος αλληλουχίας DNA, με την οποία μια μακρά έκταση DNA είναι φυσικά σπασμένη σε μικρά θραύσματα (περίπου 2.000 ζεύγη βάσης) που κλωνοποιούνται, αλληλουχίζονται και συναρμολογούνται χρησιμοποιώντας ανάλυση υπολογιστή.Αναπτύχθηκε και έγινε διάσημος από τον Craig Venter της Celera Corporation.Ο Venter ανέπτυξε την τεχνική το 1996 ενώ εργαζόταν στο Ινστιτούτο για την Έρευνα του Γονιδιώματος.

Ο Venter ίδρυσε την Celera το 1998 με την αποστολή της αλληλουχίας του ανθρώπινου γονιδιώματος εντός τριών ετών.Αυτός ο στόχος ήταν σε άμεσο ανταγωνισμό με το ήδη λειτουργικό έργο του ανθρώπινου γονιδιώματος, μια κοινοπραξία πανεπιστημίων που συνεργάζονται για την αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος χρησιμοποιώντας μια παλαιότερη στρατηγική που ονομάζεται αλληλουχία με βάση το χάρτη ή BAC-to-BAC.Αυτή η μέθοδος περιελάμβανε την πρώτη διάσπαση του γονιδιώματος σε 150.000 κομμάτια ζεύγους βάσεων που ονομάζονται BACs, συναρμολογώντας τα BACs με τάξη και στη συνέχεια η αλληλουχία κάθε BAC λεπτομερώς.

Η αλληλουχία του κυνηγετικού όπλου ολόκληρου του γονιδιώματος παρακάμπτει τη δημιουργία και τη χαρτογράφηση των BACs και ξεκινά με την αλληλουχία του DNA.Η διαδικασία ξεκινά με την απόκτηση ενός δείγματος DNA υψηλού μοριακού βάρους από τον οργανισμό ενδιαφέροντος και τη φυσική διάσπασή του σε μικρά κομμάτια περνώντας το μέσα από μια σύριγγα στενού μετρητή ή την άνοδο του, έναν τρόπο διάσπασης του δείγματος χρησιμοποιώντας ηχητικά κύματα.Η διάτμηση είναι μια τυχαία διαδικασία, οπότε οι ακολουθίες των θραυσμάτων θα έχουν κάποια επικάλυψη μεταξύ τους.Η διάτμηση δεν δημιουργεί συγκεκριμένα τα θραύσματα ζεύγους βάσεων 2.000 που απαιτούνται για την αλληλουχία, αλλά τα θραύσματα του επιθυμητού μεγέθους πρέπει να καθαριστούν από το μείγμα.

Το επόμενο βήμα είναι να ενταχθούν στα θραύσματα DNA με το DNA του φορέα που ονομάζεται διάνυσμα.Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως κλωνοποίηση και δημιουργεί μια βιβλιοθήκη αλληλουχίας από την οποία θα δημιουργηθεί η ακολουθία ενός ολόκληρου γονιδιώματος.Η ακολουθία κάθε κλώνου στη βιβλιοθήκη προσδιορίζεται και η ανάλυση υπολογιστών χρησιμοποιείται για την εύρεση αλληλεπικαλυπτόμενων ή συνεχών αλληλουχιών σε κάθε θραύσμα.Η συναρμολόγηση των επικαλύψεων δημιουργεί ένα "contig", το οποίο είναι μια μακρά συνεχής έκταση της αλληλουχίας DNA.

Η κλωνοποίηση κυνηγετικών όπλων θα οδηγήσει συνήθως σε ορισμένα κενά μεταξύ των contigs, επειδή ορισμένες ακολουθίες λείπουν από τη βιβλιοθήκη τυχαία.Τα κενά μπορούν να γεμίσουν κάνοντας μια νέα βιβλιοθήκη ή χρησιμοποιώντας γνωστές ακολουθίες για να επεκταθούν προς τα έξω από το contig.Επειδή τα θραύσματα αλληλουχίας των κυνηγετικών όπλων DNA τυχαία, πολλά θραύσματα αλληλουχίζονται περισσότερο από μία φορά, δημιουργώντας μεγαλύτερη βεβαιότητα ότι η αλληλουχία είναι σωστή από ό, τι εάν κάθε θραύσμα είχε προσβληθεί μόνο μία ή δύο φορές. Το ανθρώπινο γονιδίωμα αλληλουχίστηκε και από το έργο του ανθρώπινου γονιδιώματοςΧρησιμοποιώντας αλληλουχία με βάση το χάρτη και από την Celera χρησιμοποιώντας την αλληλουχία κυνηγετικών όπλων.Η αλληλούχιση των κυνηγετικών όπλων είναι τώρα η προτιμώμενη μέθοδος για άλλα είδη αλληλουχίας γονιδιώματος.Τα πλήρη γονιδιώματα πολλών οργανισμών, όπως το φυτό

Arabidopsis thaliana

, ρύζι, η αγελάδα, το σκυλί, το κοτόπουλο, ο χιμπατζήδες, ο αρουραίος, το ποντίκι, το pufferfish και πολλοί μικροοργανισμοί έχουν προσβληθεί από αυτόν τον τρόπο.