Hoe werkt een automatische DNA-sequencer?

Wetenschappers hebben het vermogen om het DNA-molecuul te sequensen; met andere woorden, ze kunnen de volgorde van nucleotidebasen in een bepaald molecuul bepalen. Het sequencen van het DNA-molecuul kan de eerste zijn van een aantal stappen die nodig zijn om erachter te komen hoe de specifieke nucleotiden in een DNA-molecuul interageren met elkaar en coderen voor verschillende kenmerken in een organisme. Het proces van het sequencen van DNA is nogal ingewikkeld, maar automatische DNA-sequencers minimaliseren de menselijke betrokkenheid die nodig is, voor ten minste een deel van het proces.

Om een ​​automatische DNA-sequencer te laten werken, moet deze de vier nucleotidebasen detecteren waaruit DNA bestaat: adenine, guanine, thymine en cytosine. Wetenschappers kopiëren een stukje DNA vele malen en gebruiken restrictie-enzymen om het DNA in stukjes van verschillende groottes te knippen. Vervolgens voegen ze een kleine hoeveelheid fluorescerende gelabelde base toe aan elke partij DNA. De base, die ofwel adenine, thymine, guanine of cytosine is, zal zich aan het einde van een streng binden aan zijn base-complement. Adenine zal zich bijvoorbeeld binden aan strengen die eindigen op thymine, en guanine zal zich hechten aan strengen die eindigen op cytosine.

Een automatische DNA-sequencer is gebouwd op dezelfde manier als een DNA-sequencer die meer handarbeid vereist. In het bijzonder is een automatische DNA-sequencer een tank, ongeveer 30 cm lang, met 96 gelputjes waarin DNA kan worden gegoten. In een automatische DNA-sequencer wordt, net als bij elke andere DNA-sequencer, het DNA in de gelputjes aan de bovenkant van de tank geïnjecteerd en aan dat uiteinde van de tank wordt een negatieve lading aangebracht. De negatieve lading zorgt voor een sterke impuls voor de DNA-strengen om verschillende afstanden af ​​te leggen, naar het einde van de tank.

Een automatische DNA-sequencer injecteert automatisch batches DNA in de bovenkant van de gel. Als zodanig bespaart het onderzoekers enorm veel tijd en moeite. Nadat de batches zijn geïnjecteerd, brengt de sequencer automatisch een negatieve lading aan op het ene uiteinde van de tank, waardoor de strengen over verschillende afstanden door de gel migreren. De verschillende afstanden weerspiegelen de verschillende groottes van DNA-strengen die door de gel gaan.

Veel automatische DNA-sequencingmachines zijn opgezet om de fluorescerende kleurstof te detecteren op de DNA-strengen die door de gel gaan. Daarbij kunnen ze de nucleotiden die zich aan de uiteinden van strengen bevinden identificeren en in de computer opnemen. Sequencers presenteren echter op zijn best een door elkaar gegooide versie van DNA-nucleotiden. Nadat u een automatische DNA-sequencing-machine hebt gebruikt, moet u een proces doorlopen dat 'afwerking' wordt genoemd, waarbij een combinatie van computers en onderzoekers sorteren de resultaten van de DNA-strengdetectie om de gegevens samen te voegen tot een uitgebreide beschrijving van een DNA strand. Het is niet verrassend dat dit proces veel langer kan duren dan het eigenlijke proces van sequencing.