Come funziona un sequenziatore automatico del DNA?

Gli scienziati hanno la capacità di sequenziare la molecola del DNA; in altre parole, possono determinare l'ordine delle basi nucleotidiche in una data molecola. Il sequenziamento della molecola del DNA può essere il primo di una serie di passaggi necessari per capire come lo specifico i nucleotidi in una molecola di DNA interagiscono tra loro e codificano per caratteristiche diverse in an organismo. Il processo di sequenziamento del DNA è piuttosto complicato, ma i sequenziatori automatici del DNA stanno riducendo al minimo il coinvolgimento umano necessario, almeno per una parte del processo.

Perché un sequenziatore automatico del DNA funzioni, deve rilevare le quattro basi nucleotidiche che compongono il DNA: adenina, guanina, timina e citosina. Gli scienziati copiano molte volte un pezzo di DNA e usano enzimi di restrizione per tagliare il DNA in pezzi di varie dimensioni. Quindi aggiungono una piccola quantità di base marcata fluorescente a ciascun lotto di DNA. La base, che è adenina, timina, guanina o citosina, si legherà al suo complemento di base all'estremità di un filamento. Ad esempio, l'adenina si legherà ai filamenti che terminano con la timina e la guanina si legherà ai filamenti che terminano con la citosina.

Un sequenziatore di DNA automatico è costruito in modo molto simile a un sequenziatore di DNA che richiede più lavoro manuale. Nello specifico, un sequenziatore automatico del DNA è un serbatoio, lungo circa 1 piede, con 96 pozzetti di gel in cui può essere versato il DNA. In un sequenziatore automatico di DNA, proprio come in qualsiasi sequenziatore di DNA, il DNA viene iniettato nei pozzetti del gel nella parte superiore del serbatoio e una carica negativa viene applicata a quell'estremità del serbatoio. La carica negativa fornisce un forte impulso ai filamenti di DNA per percorrere distanze diverse, fino alla fine del serbatoio.

Un sequenziatore automatico del DNA inietta lotti di DNA, automaticamente, nella parte superiore del gel. In quanto tale, consente ai ricercatori di risparmiare un'enorme quantità di tempo e fatica. Dopo che i lotti sono stati iniettati, il sequenziatore applica automaticamente una carica negativa a un'estremità del serbatoio, provocando la migrazione dei filamenti a distanze variabili attraverso il gel. Le diverse distanze riflettono le diverse dimensioni dei filamenti di DNA che passano attraverso il gel.

Molte macchine automatiche per il sequenziamento del DNA sono impostate per rilevare il colorante fluorescente sui filamenti di DNA che passano attraverso il gel. In tal modo, possono identificare i nucleotidi che si trovano alle estremità dei filamenti e registrarli nel computer. Tuttavia, i sequenziatori, nella migliore delle ipotesi, presentano una versione confusa dei nucleotidi del DNA. Dopo aver utilizzato una macchina automatica per il sequenziamento del DNA, devi passare attraverso un processo chiamato "finitura", in cui una combinazione di computer e i ricercatori selezionano i risultati del rilevamento del filamento di DNA per assemblare i dati in una descrizione completa di un DNA filo. Non sorprende che questo processo possa richiedere molto più tempo dell'effettivo processo di sequenziamento.