Monday, September 26, 2022
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इन्फोग्राफिक: द सीक्वेंसिंग एंड असेंबली ऑफ द ह्यूमन जीनोम | टीएस डाइजेस्ट

रीड प्राप्त करने के लिए डीएनए के टुकड़ों को अनुक्रमित करने के बाद, अधिकांश जीनोमिक पाइपलाइन दो चरणों में से एक का पालन करती हैं। रीड्स को नए सिरे से इकट्ठा किया जा सकता है ताकि स्क्रैच से कंटिग्स कहे जाने वाले लंबे स्ट्रेच का निर्माण किया जा सके, जिसमें सिरों पर ओवरलैपिंग सीक्वेंस होते हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि कौन से टुकड़े एक दूसरे के बगल में हैं (नीचे बाएं)। वैकल्पिक रूप से, छोटे आनुवंशिक विविधताओं (दाईं ओर नीचे) की पहचान करने के लिए रीड्स को एक संदर्भ जीनोम से भी जोड़ा जा सकता है। जहां डे नोवो असेंबली को बॉक्स पर चित्र के उपयोग के बिना एक पहेली को इकट्ठा करने के रूप में सोचा जा सकता है, संरेखण उस तस्वीर को देखकर एक पहेली को एक साथ जोड़ने के बराबर है। हालाँकि, क्योंकि एक विलक्षण संदर्भ जीनोम मनुष्यों में सभी आनुवंशिक विविधता को पकड़ने में विफल रहता है, डीएनए के कुछ खंड संदर्भ जीनोम को अच्छी तरह से संरेखित करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं।

© istock.com से संशोधित, फिलो

अनुक्रमण का विकास

पिछली तिमाही शताब्दी में कई अनुक्रम तौर-तरीके विकसित किए गए हैं, लेकिन प्रमुख प्रगति में सेंगर अनुक्रमण, संश्लेषण द्वारा अनुक्रमण, ऑक्सफोर्ड नैनोपोर से नैनोपोर लंबे समय से पढ़ी जाने वाली अनुक्रमण, और, हाल ही में, उच्च-निष्ठा एकल-अणु वास्तविक समय अनुक्रमण शामिल हैं। . ये उनके द्वारा उत्पन्न रीड की लंबाई, उनकी दक्षता और सटीकता में भिन्न होते हैं, आमतौर पर तेजी से, सस्ता और अधिक सटीक अनुक्रमण का समर्थन करने के लिए विकसित होने वाली तकनीकों के साथ।

सेंगर अनुक्रमण दिखा रहा चित्रण

सेंगर अनुक्रमण

पहली अनुक्रमण तकनीक का आविष्कार किया गया था, और अब आधुनिक परियोजनाओं में उपयोग नहीं किया जाता है, सेंगर अनुक्रमण पूरक फ्लोरोसेंट न्यूक्लियोटाइड के साथ डीएनए टुकड़ों के विभिन्न आकारों के सिरों को टैग करने पर निर्भर करता है। फिर जेल वैद्युतकणसंचलन का उपयोग करके टुकड़ों को आकार से अलग किया जाता है और अंतिम न्यूक्लियोटाइड्स के प्रतिदीप्ति को एक लेजर द्वारा पढ़ा जाता है। अलग-अलग आकार के टुकड़ों के अंतिम न्यूक्लियोटाइड को एक साथ जोड़कर पूर्ण अनुक्रम का अनुमान लगाया जाता है।

उपयोग में वर्ष: 19802010

पढ़ें लंबाई: ~ 500-1,000 आधार

विपक्ष: कम थ्रूपुट, समय गहन

संश्लेषण द्वारा अनुक्रमण दिखा रहा चित्रण

संश्लेषण द्वारा अनुक्रमण

संश्लेषण द्वारा अनुक्रमण (SBS) आज अनुक्रमण का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला प्रकार है। यह फ्लोरोसेंटली टैग किए गए न्यूक्लियोटाइड का उपयोग करके पूरक डीएनए स्ट्रैंड को संश्लेषित करने और उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरे पर आउटपुट सिग्नल को कैप्चर करने पर निर्भर करता है। डीएनए के हजारों टुकड़ों को एक साथ पढ़ा जा सकता है, लेकिन एसबीएस डीएनए की छोटी लंबाई तक सीमित है, जिससे पूरे जीनोम को इकट्ठा करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

उपयोग में वर्ष: 2002आज

पढ़ें लंबाई: ~ 100-500 आधार

विपक्ष: कम पढ़ने तक सीमित

नैनोपोर अनुक्रमण दिखा रहा चित्रण

नैनोपोर अनुक्रमण

ऑक्सफ़ोर्ड नैनोपोर उपकरण विद्युत प्रवाह के उतार-चढ़ाव का उत्पादन करने के लिए बायोइंजीनियर पोर के माध्यम से डीएनए खींचते हैं जिन्हें बाद में अनुक्रम में अनुवादित किया जाता है। यह दृष्टिकोण लंबे समय तक पढ़ता है जिसका उपयोग डे नोवो जीनोम असेंबली के लिए किया जा सकता है या बड़े संरचनात्मक बदलावों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है जो कि छोटे पढ़ने के साथ संभव नहीं हो सकता है, लेकिन यह अन्य अनुक्रमण तकनीकों की तुलना में कम सटीक है।

उपयोग में वर्ष: 2002आज

पढ़ने की अवधि: ~10 kb–1 Mb

विपक्ष: त्रुटि-प्रवण

उच्च-निष्ठा अनुक्रमण दिखा रहा चित्रण

हाई-फिडेलिटी सीक्वेंसिंग

केवल हाल ही में PacBio द्वारा जारी किया गया, उच्च-निष्ठा (HiFi) एकल-अणु वास्तविक समय (SMRT) अनुक्रमण SBS के समान प्रतिदीप्ति रणनीतियों पर निर्भर करता है। नैनोपोर अनुक्रमण की तरह, HiFi लंबे समय तक पढ़ता है जिसका उपयोग डे नोवो जीनोम असेंबली के लिए या संरचनात्मक रूपों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन यह एक लंबे डीएनए अणु को परिचालित करके बेहतर सटीकता प्राप्त करता है ताकि इसे एक ही बार में दर्जनों बार पढ़ा जा सके।

उपयोग में आने वाले वर्ष: 2020आज

पढ़ने की लंबाई: ~10 kb

विपक्ष: वर्तमान में बहुत महंगा

एक पैन्जेनोम की कल्पना करना

एक रैखिक संदर्भ जीनोम के विपरीत, एक ग्राफ जीनोम जीनोम के एक क्षेत्र को अनुक्रमों के विविध सेट पर लेने की अनुमति देता है। उच्च आनुवंशिक विविधता वाले क्षेत्रों के लिए, एक ग्राफ जीनोम कई मानव डीएनए अनुक्रमों को बेहतर ढंग से पकड़ सकता है जो मौजूद हो सकते हैं।

योहेई रोसेनो के ग्राफ़िक से रूपांतरित

को पढ़िए पूरी कहानी.

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