Otvori glavni izbornik

Sekvenciranje DNK je proces određivanja točnog poretka (sekvencije, niza) nukleotida u molekuli DNK. U sekvenciranje ubrajamo svaku metodu ili tehniku kojom se služimo radi određivanja poretka četiriju baza: purinskih adenina, gvanina i pirimidinskih citozina i timina u lancu DNK.[1] Pojavom metoda sekvenciranja DNK ubrzana su biološka i medicinska istraživanja i otkrića.

Prve sekvencije DNK dobivene su ranih 1970-ih. Akademski istraživači došli su do njih uporabom metoda temeljenih na dvodimenzijskoj kromatografiji. Razvitkom metoda temeljenih na fluorescenciji s automatiziranom analizom,[2] sekvenciranje DNK postalo je lakše i brže.[3]

Premda je još 1953. ustvrđeno da je DNK strukturnog oblika dvostruke uzvojnice,[4] prošla su desetljeća prije nego se moglo pouzdano laboratorijski analizirati nizove u fragmentima DNK. Sekvenciranje RNK bio je jedan od najranijih oblika sekvenciranja nukleotida. Veliki miljokaz u sekvenciranju RNK je sekvencija prvog kompletnog gena i potpunog genoma bakteriofaga MS2, kojeg je identificirao i objavio Walter Fiers i njegovi suradnici s Sveučilišta u Gentu u Belgiji 1972. godine[5] i 1976.[6]

Prva metoda određivanja sekvencija DNK sadržavala je strategiju ekstenzije lokacijski specifičnih početnica koju je osnovao Ray Wu sa Sveučilišta Cornell 1970. godine[7] Kataliza DNK polimeraze i označavanje specifičnih nukleotida primjenjivali su se radi sekvenciranja kohezivnih krajeva lambda faga DNK[8][9][10] Između 1970. i 1973. Wu, R Padmanabhan i kolege demonstrirali su da se može primijeniti ovu metodu kod determiniranja svake sekvencije DNK služeći se početnicama specifičnim za pojedinu lokaciju.[11][12][13][14] Frederick Sanger je tad usvojio ovu strategiju ekstenzije početnice radi razvijanja još bržih metoda sekvenciranja DNK u Centru MRC, Cambridge, UK i objavio metodu za "sekvenciranje DNK s inhibitorima terminiranja lanca" 1977. godine.[15] Walter Gilbert i Allan Maxam sa sveučilišta Harvard također su razvili metode sekvenciranja, uključujući onu za "sekvenciranje DNK kemijskom degradacijom".[16][17] Godine 1973. Gilbert i Maxam izvijestili su o nizu 24 bazna para služeći se metodom znanom kao analiza lutajuće točke.[18] Napredovanje u sekvenciranju pripomoglo je razvijanje tehnologije rekombinantne DNK, dopuštajući uzorcima DNK da budu izolirani i od drugih izvora, a ne samo virusa.

Za rad na biokemiji nukleinskih kiselina Walter Gilbert, Frederick Sanger i Paul Berg dobili su Nobelovu nagradu za kemiju 1980. godine.[19]

ReferencijeUredi

  1. DNK. Šumarska genetika. Šumarski fakultet u Zagrebu pristupljeno 29. prosinca 2014.
  2. Olsvik O, Wahlberg J, Petterson B, Uhlén M, Popovic T, Wachsmuth IK, Fields PI (siječanj 1993.). "Use of automated sequencing of polymerase chain reaction-generated amplicons to identify three types of cholera toxin subunit B in Vibrio cholerae O1 strains". J. Clin. Microbiol. 31 (1): 22–25
  3. Pettersson E, Lundeberg J, Ahmadian A (veljača 2009.). "Generations of sequencing technologies". Genomics 93 (2): 105–11
  4. Watson JD, Crick FH (1953.). "The structure of DNA". Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 18: 123–31
  5. Min Jou W, Haegeman G, Ysebaert M, Fiers W (svibnja 1972). "Nucleotide sequence of the gene coding for the bacteriophage MS2 coat protein". Nature 237 (5350): 82–8
  6. Fiers W, Contreras R, Duerinck F, Haegeman G, Iserentant D, Merregaert J, Min Jou W, Molemans F, Raeymaekers A, Van den Berghe A, Volckaert G, Ysebaert M (travanj 1976.). "Complete nucleotide sequence of bacteriophage MS2 RNA: primary and secondary structure of the replicase gene". Nature 260 (5551): 500–7
  7. Faculty - Department of Molecular Biology and Genetics. Cornell University
  8. PADMANABHAN, R (lipnja 1974). "Chemical Synthesis of a Primer and Its Use in the Sequence Analysis of the Lysozyme Gene of Bacteriophage T4". Proceedings of the National Academy of Sciences 71 (6): 2510–2514 pristupljeno 7. svibnja 2014.
  9. Onaga LA (lipanj 2014.). "Ray Wu as Fifth Business: Demonstrating Collective Memory in the History of DNA Sequencing". Studies in the History and Philosophy of Science 46: 1–14 pristupljeno 7. svibnja 2014.
  10. Wu, Ray (19. travnja 1972.). "Nucleotide Sequence Analysis of DNA". Nature 236 (68): 198–200 pristupljeno 7. svibnja 2014.
  11. Padmanabhan, R (1972.). "Use of oligonucleotides of defined sequences as primers in DNA sequence analysis". Biochemical and Biophysical Research 48 pristupljeno 7. svibnja 2014.
  12. Faculty _ Department of Molecular Biology and Genetics. Cornell pristupljeno 7. svibnja 2014.
  13. Wu, R (1973.). "R". Biochemical and Biophysics Research 55: 1092–1098 pristupljeno 7. svibnja 2014.
  14. Jay E, Bambara R, Padmanabhan R, Wu R (ožujak 1974.). "DNA sequence analysis: a general, simple and rapid method for sequencing large oligodeoxyribonucleotide fragments by mapping". Nucleic Acids Research 1: 331–353 pristupljeno 7. svibnja 2013.
  15. Sanger F, Nicklen S, Coulson AR (prosinac 1977.). "DNA sequencing with chain-terminating inhibitors". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 74 (12): 5463–7
  16. Maxam AM, Gilbert W (veljača 1977.). "A new method for sequencing DNA". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 74 (2): 560–4
  17. Gilbert, W. DNA sequencing and gene structure. Nobel lecture, 8. prosinca 1980.
  18. Gilbert W, Maxam A (prosinac 1973.). "The Nucleotide Sequence of the lac Operator". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 70 (12): 3581–4
  19. Nobelova nagrada za kemiju 1980.