پاورپوینت تاریخچه توالی یابی DNA (pptx) 17 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 17 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

تاریخچه توالی یابی DNA تع ی ین ت و الی DNA از مهمترین تکنیک های موجود در زمینه زیست شناسی مولکولی بوده که به موجب آن می توان ترتیب قرار گرفتن نوکلئوتیدها را دریک قطعه از DNA مشخص نمود.چندین روش مختلف جهت تعیین توالی DNA وجود دارد.امروزه با پیشرفت های ایجاد شده در زمینه های نانوتکنولوژی وبیو انفورماتیک،روش هایی جهت افزایش سرعت وافزایش بازدهی درتعین توالی DNA ابداع شده که این امر،امکان انجام پروژههای بزرگی از قبیل تعیین توالی ژنوم انسان را بصورت ارزان تر،دقیق تر و سریعتر فراهم آورده است. مقدمه نسل اول توالی یابی؛از سال1970 آغاز شد نسل دوم توالی یابی؛از سال2005 آغاز شد نسل سوم توالی یابی؛از سال2008 آغاز شد نسل چهارم توالی یابی؛از سال2010 آغاز شد تاریخچه توالی یابی تعیین توالی بر پایه ختم زنجیر ؛این تکنیک بواسطه سانگر و همکارانش در اواسط 1970 ابداع گردید. مبنای این تکنیک،استفاده از نوکلئوتیدهای ویژه ای موسوم به ddNTPs ( dideoxynucleotids ) بوده که فاقد گروه OH بر روی کربن '3 خود هستند واگر در ساختار یک اسید نوکلئیک قرار گیرند این زنجیره دیگر بلندتر نخواهد شد. از این رو، به آنها نوکلئوتیدهای ختم دهنده برگشت ناپذیر نیز گفته میشود که به واسطه مواد رادیواکتیو لیبل میشوند . این تکنیک نیازمند DNA تک رشته بعنوان الگو بوده که برای بدست آوردن آن، ابتدا DNA ژنومی را استخراج کرده و بواسطه تیمار با آنزیم های محدوالاثر آن را قطعه قطعه می کنیم سپس از حاملینی (فاژمیدها) برای انتقال این قطعات به داخل میزبان های باکتریایی استفاده کرده تا تعداد این قطعات همزمان با تکثیر میزبان افزایش یابد . فاژمیدها قادر به تکثیر DNA به صورت تک رشته ای می باشند.ازآنجاکه نوکلئتیدهای طبیعی در مقادیر بیشتری نسبت به ddNTP ها در این پروسه حضور دارند و آنزیم پلیمراز، ddNTP ها را بطور اتفاقی به زنجیره در حال ساخت اضافه می کند . نسل اول توالی یابی DNA در نتیجه در هر لوله آزمایش قطعاتی با اندازه های مختلف ایجاد میگردد که هر یک به ddNTP خاص آن لوله ختم شده است. در نهایت این قطعات بواسطه حرارت به صورت تک رشته ای تبدیل می شوند. سپس این قطعات بر روی ژل پلی آکریل آمید ران می گردند و از طریق اتو رادیو گراف بر روی ژل ظاهر می شوند. برای بدست آوردن توالی DNA ،نوکلئوتیدهای ختم دهنده برگشت ناپذیر موجود در انتهای این قطعات از پایین به بالا خوانده میشود سپس مکمل آن ها نوشته شده که مشابه با توالی قطعه مورد نظر می باشد. نسل اول توالی یابی DNA با پیشرفت های ایجاد شده در زمینه های نانو تکنولوژی وبیو انفورماتیک روش های جایگزینی جهت افزایش سرعت و افزایش بازدهی تعیین توالی DNA ابداع شده است. اصطلاح Next Generation Sequencing جهت توصیف مجموعه ای از فن آوری ها با قدرت بالاتر نسبت به توالی یابی به شیوه سانگر مورد استفاده قرار میگیرد که شامل نسل دوم از دستگاه های تعیین توالی بوده که قطعات را بصورت همزمان و با سرعت بالا تعیین توالی می کنند. برتری این روش ها نسبت به روش تعیین توالی بر پایه ختم زنجیر این است که این تکنیک ها بدون نیاز به ژل ودر حین سنتز DNA ،توالی DNA را ثبت می کنند. از طرفی این سیستم نیازی به کلونینگ نداشته و از پروسه PCR جهت ازدیاد قطعه مورد نظر استفاده می کند . این امر منجر به افزایش سرعت و بازدهی تعین توالی DNA می گردد . نسل دوم توالی یابی ADN تکنیک پایرو سکوئنسینگ ؛ تکنیک پایرو سکوئنسینگ توسط دکتر مصطفی رونقی و همکارانش ابداع گردید این روش نیز نیازمند DNA تک رشته به عنوان الگو میباشد که از طریق دناتوراسیون محصولات PCR بدست می آید . فرم تجاری آن در سال2005 توسط شرکت Life Scince 454 ارائه شد. تکنیک IIIumina ( Solexa ) ؛ این روش توسط شرکت IIIumina درسال2007 ارائه شد . تکنیک Ion Torrent ؛ این تکنیک در سال 2010 توسط شرکت Life Technologies ارائه شد . این پروسه به تکنیک پایروسکوئنسینیگ بسیار شبیه می باشد با این تفاوت که دراین تکنیک از تغیرات PH که بواسطه رها شدن یون H + رشته جدید به هنگام سنتز در محیط ایجاد می گردد، برای تشخیص نوکلئوتیدهااستفاده می شود . . . معرفی تکنیک های نسل دوم توالی یابی DNA درتکنیک های نسل دوم ، قبل از تعین توالی ، برای بدست آوردن شدت سیگنال بیشتر ، مرحله تکثیر بواسطه PCR انجام می شود اما در نسل سوم از دستگاه های توالی یاب ، این مرحله صورت نمی گیرد و بطور مستقیم یک قطعه DNA تک رشته در حین سنتز تعیین توالی می گردد . این امر می تواند منجر به حذف خطاها به هنگام همانند سازی شود . در نتیجه این تکنیک ها بسیار ساده تر و ارزان تر از روش های قبلی می باشند . نسل سوم توالی یابی DNA معرفی تکنیک های نسل سوم توالی یابی DNA تکنیک Heliscope ؛ که در سال 2008 توسط شرکت Helicos Bioscince ارائه شد . تکنیک؛ SMRT (Single Molecule Real Time) یا Pac Bio Sequencing ا ین تکنیک توسط شرکت Pacific Bioscince در سال2010 ارائه شد . تکنیک ( Nanopore Sequencing) ؛ این روش در سال 2011توسط شرکت Oxford Nanopore Technologies ارائه شده است . که دانشمندان را قادرخواهد ساخت تا در عرض چند ساعت و باهزینه کمتر از 1000 دلار ویا شاید 100 دلار کل ژنوم را شناسایی کند . در این تکنیک ازیک غشا بسیار نازک که حاوی کانال هایی به قطر 1 الی2 / 5 نانومتر می باشد استفاده می گردد . نسل چهارم توالی یابی DNA نانوپورهای زیستی انواع غشا ( Nanopore Sequencing) نانوپورهای زیستی، که همچنین کانال های پروتئینی غشایی نامیده می شوند، معمولا به یک سوبسترا اضافه می شوند، مانند دو لایه چربی، لیپوزوم ها یا سایر فیلم های پلیمری. مزایای نانوپورهای بیولوژیکی عبارتند از اندازه و ساختار نانوپور به خوبی تعریف شده و بسیار قابل تجدید پذیری می باشند . مهمتر از همه، نانوپورهای بیولوژیکی می توانند به راحتی با تکنیک های زیست شناختی مولکولی مدرن، مانند جهش، اصلاح شوند . a- hemolysin ، همچنین به نام a-toxin اولین و رایجترین نانوپور بیولوژیکی است که کاربرد زیادی در زمینه توالی DNA دارد . Mycobacterium smegmatis porin A) ) MspA یک نانو پور امیدوار کننده و قوی برای خواندن اطلاعات از چهار نوکلئوتید به طور همزمان است . باکتریو فاژ PH29 ؛ یک نانوپور بیولوژیکی دیگر است، که موجب توجه زیادی شده است.