secuencia ADN


La secuenciación del ADN es el proceso de determinar la secuencia del ácido nucleico : el orden de los nucleótidos en el ADN . Incluye cualquier método o tecnología que se utilice para determinar el orden de las cuatro bases: adenina , guanina , citosina y timina . El advenimiento de los métodos rápidos de secuenciación del ADN ha acelerado en gran medida la investigación y los descubrimientos biológicos y médicos. [1] [2]

El conocimiento de las secuencias de ADN se ha vuelto indispensable para la investigación biológica básica, los Proyectos Genográficos de ADN y en numerosos campos aplicados como el diagnóstico médico , la biotecnología , la biología forense , la virología y la sistemática biológica . La comparación de secuencias de ADN sanas y mutadas puede diagnosticar diferentes enfermedades, incluidos varios tipos de cáncer, [3] caracterizar el repertorio de anticuerpos, [4] y puede usarse para guiar el tratamiento del paciente. [5]Tener una forma rápida de secuenciar el ADN permite que se administre una atención médica más rápida e individualizada, y que se identifiquen y cataloguen más organismos. [4]

La rápida velocidad de secuenciación lograda con la tecnología moderna de secuenciación de ADN ha sido fundamental en la secuenciación de secuencias completas de ADN, o genomas , de numerosos tipos y especies de vida, incluido el genoma humano y otras secuencias completas de ADN de muchos animales, plantas y microbios. especies.

Las primeras secuencias de ADN fueron obtenidas a principios de la década de 1970 por investigadores académicos utilizando métodos laboriosos basados ​​en cromatografía bidimensional . Tras el desarrollo de métodos de secuenciación basados ​​en fluorescencia con un secuenciador de ADN , [6] la secuenciación de ADN se ha vuelto más fácil y mucho más rápida. [7]

La secuenciación del ADN se puede utilizar para determinar la secuencia de genes individuales , regiones genéticas más grandes (es decir, grupos de genes u operones ), cromosomas completos o genomas completos de cualquier organismo. La secuenciación del ADN también es la forma más eficiente de secuenciar indirectamente el ARN o las proteínas (a través de sus marcos de lectura abiertos ). De hecho, la secuenciación del ADN se ha convertido en una tecnología clave en muchas áreas de la biología y otras ciencias como la medicina, la medicina forense y la antropología .

La secuenciación se utiliza en biología molecular para estudiar los genomas y las proteínas que codifican. La información obtenida mediante la secuenciación permite a los investigadores identificar cambios en los genes, asociaciones con enfermedades y fenotipos, e identificar posibles dianas farmacológicas.


Un ejemplo de los resultados de la secuenciación de ADN de terminación de cadena automatizada.
Frederick Sanger , pionero de la secuenciación. Sanger es uno de los pocos científicos que recibió dos premios Nobel, uno por la secuenciación de proteínas y otro por la secuenciación del ADN.
El genoma de 5.386 pb del bacteriófago φX174 . Cada bloque de color representa un gen.
Historia de la tecnología de secuenciación  [51]
El ADN genómico se fragmenta en piezas aleatorias y se clona como una biblioteca bacteriana. El ADN de clones bacterianos individuales se secuencia y la secuencia se ensambla utilizando regiones de ADN superpuestas. (haga clic para ampliar)
Las lecturas de secuencias múltiples y fragmentadas deben ensamblarse en función de sus áreas superpuestas.
Un secuenciador Illumina HiSeq 2500
Celda de flujo Illumina NovaSeq 6000
Un secuenciador Illumina MiSeq
Un secuenciador BGI MGISEQ-2000RS
Preparación de la biblioteca para la plataforma SOLiD
Esquema de codificación de dos bases. En la codificación de dos bases, a cada par único de bases en el extremo 3' de la sonda se le asigna uno de los cuatro colores posibles. Por ejemplo, "AA" se asigna al azul, "AC" se asigna al verde y así sucesivamente para los 16 pares únicos. Durante la secuenciación, cada base de la plantilla se secuencia dos veces y los datos resultantes se decodifican de acuerdo con este esquema.
Secuenciación de la plantilla TAGGCT con IonTorrent, PacBioRS y GridION
Costo total de secuenciar un genoma humano a lo largo del tiempo según lo calculado por el NHGRI .