كيف يعمل جهاز تسلسل الحمض النووي التلقائي؟

العلماء لديهم القدرة على تسلسل جزيء الحمض النووي ؛ بمعنى آخر ، يمكنهم تحديد ترتيب قواعد النوكليوتيدات في أي جزيء معين. قد يكون تسلسل جزيء الحمض النووي هو الخطوة الأولى من عدد من الخطوات اللازمة لمعرفة كيفية تحديد هذا الجزيء تتفاعل النيوكليوتيدات في جزيء DNA مع بعضها البعض وترمز لخصائص مختلفة في الكائن الحي. إن عملية تسلسل الحمض النووي متضمنة إلى حد ما ، لكن متواليات الحمض النووي الأوتوماتيكية تقلل من المشاركة البشرية اللازمة ، على الأقل لجزء من العملية.

لكي يعمل منظم الحمض النووي التلقائي ، يجب أن يكتشف القواعد النوكليوتيدية الأربعة التي تتكون منها الحمض النووي: الأدينين ، والجوانين ، والثايمين ، والسيتوزين. يقوم العلماء بنسخ قطعة من الحمض النووي عدة مرات واستخدام إنزيمات تقييدية لتقطيع الحمض النووي إلى قطع ذات أحجام مختلفة. ثم يضيفون كمية صغيرة من القاعدة ذات العلامات الفلورية لكل دفعة من الحمض النووي. القاعدة ، التي تتكون إما من الأدينين ، أو الثايمين ، أو الجوانين ، أو السيتوزين ، سوف تترابط مع مكملها الأساسي في نهاية الخيط. على سبيل المثال ، سوف يرتبط الأدينين بخيوط تنتهي بالثيمين ، وسوف يرتبط الجوانين بالخيوط المنتهية بالسيتوزين.

تم بناء مُسلسِل الحمض النووي الأوتوماتيكي مثل مُسلسِل الحمض النووي الذي يتطلب المزيد من العمل اليدوي. على وجه التحديد ، مُسلسِل الحمض النووي الأوتوماتيكي عبارة عن خزان ، يبلغ طوله قدمًا واحدًا تقريبًا ، به 96 بئراً هلامية يمكن صب الحمض النووي فيها. في مُسلسِل الحمض النووي الأوتوماتيكي ، تمامًا كما هو الحال في أي مُسلسِل للحمض النووي ، يُحقن الحمض النووي في آبار الهلام أعلى الخزان ، ويتم تطبيق شحنة سالبة على نهاية الخزان. توفر الشحنة السالبة حافزًا قويًا لسلاسل الحمض النووي للسفر مسافات مختلفة ، حتى نهاية الخزان.

يقوم مُسلسِل الحمض النووي الأوتوماتيكي بحقن دفعات من الحمض النووي تلقائيًا في الجزء العلوي من الهلام. على هذا النحو ، فإنه يوفر على الباحثين قدراً هائلاً من الوقت والجهد. بعد حقن الدُفعات ، يقوم منظم التسلسل تلقائيًا بتطبيق شحنة سالبة على أحد طرفي الخزان ، مما يتسبب في انتقال الخيوط لمسافات متفاوتة عبر الهلام. تعكس المسافات المختلفة الأحجام المختلفة لخيوط الحمض النووي التي تمر عبر الهلام.

تم إعداد العديد من آلات تسلسل الحمض النووي الأوتوماتيكية للكشف عن الصبغة الفلورية على خيوط الحمض النووي التي تمر عبر الهلام. عند القيام بذلك ، يمكنهم تحديد النيوكليوتيدات الموجودة في نهايات الخيوط وتسجيلها في الكمبيوتر. ومع ذلك ، فإن أجهزة التسلسل ، في أحسن الأحوال ، تقدم نسخة مختلطة من نيوكليوتيدات الحمض النووي. بعد استخدام آلة أوتوماتيكية لتسلسل الحمض النووي ، يجب أن تمر بعملية تسمى "الإنهاء" ، والتي يتم فيها الجمع بين أجهزة الكمبيوتر ويقوم الباحثون بفرز النتائج من اكتشاف خيط الحمض النووي لتجميع البيانات في وصف شامل للحمض النووي ساحل. ليس من المستغرب أن تستغرق هذه العملية وقتًا أطول بكثير من عملية التسلسل الفعلية.