ԴՆԹ-ի հաջորդականացում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Ռադիոակտիվ լյումինեսցենտային հաջորդականացում

ԴՆԹ-ի հաջորդականացումը (անգլ.՝ DNA sequencing) տվյալ ԴՆԹ մոլեկուլի նուկլեոտիդների ճշգրիտ կարգը որոշելու գործողություն է: ԴՆԹ-ի հաջորդականացումը օգտագործվում է օրգանիզմի անհատական գեների, լրիվ քրոմոսոմների կամ ամբողջական գեների հաջորդականությունը որոշելու համար: [1]

Պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

1953-ի ապրիլի 15-ին Ֆրենսիս Քրիկը և Ջեյմս Ուոթսոնը առաջարկել են ԴՆԹ-ի մոլեկուլային կառուցվածքի կրկնակի պարուրաձև կառուցվածքը : Այդ ժամանակից ի վեր մշակվել են մեթոդներ`որոշելու ԴՆԹ մնացորդների հաջորդականությունը, ինչը ծառայում է որպես օրգանիզմի նախագիծ: Պայմանական հաջորդականացում նշանակում է Սենգր տիպի հաջորդականացում (անգլ. Sanger-type sequencing), որը մազանոթային հիմունքներով լաբորատոր-ինտենսիվ աշխատանք է: Մարդու գենոմի նախագիծը (The Human Genome Project: HGP) արագացրեց առաջընթացը հաջորդականացման գործընթացում, բայց հաջորդականացումը, չնայած դրա կարևորությանը, մնում էր ծանր ընթացակարգ:[2]

Երբ 1990 թ.-ին սկսվեց Մարդկային գենոմի նախագիծը, հասկացվեց, որ ծրագրի նպատակները բավարարելու համար ԴՆԹ-ի ճշգրտման արագությունը պետք է ավելանա, և գինը պետք է իջնի: Ծրագրի ողջ կյանքի ընթացքում գործնականորեն բարելավվել է ԴՆԹ-ի հաջորդեցման յուրաքանչյուր ոլորտ: Ծրագրին հաջողվեց իր առաջին մեկ միլիարդ բազան հաջորդականացնել 4 տարվա ընթացքում, իսկ երկրորդ միլիարդի համար պահանջվեց ընդամենը 4 ամիս:

2003 թվականի հունվար ամսվա ընթացքում 1,5 միլիարդ բազա է հաջորդակնացվել: 2003 թվականի ապրիլին ` ծրագրի ավարտին, ԴՆԹ-ի հաջորդականացման արագությունը մեծացավ, իսկ արժեքը նվազեց: Եթե 1990 թվականին ամեն տվյալ արժեր 10$ , ապա 2003-ին այն արժեր 10 սենթ:

Չնայած որ մարդկային գենոմի ծրագիրը պաշտոնապես ավարտվեց, բարելավումներ ԴՆԹ-ի հաջորդականցման մեջ շարունակում են տեղի ունենալ: Հետազոտողները տարբեր փորձարկումներ են անում ԴՆԹ-ի հաջորդականացման այն մեթոդների հետ, որոնք պոտենցիալ ունեն հաջորդականացնել մարդկային գենոմը մի քանի շաբաթվա ընթացքում և ընդամենը մի քանի հազար դոլլար արժողությամբ:[3]

ԴՆԹ հաջորդականացման տեխնոլոգիաներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

ԴՆԹ հաջորդականացման տեխնոլոգիաների վերջին առաջխաղացումները` առաջին սերնդի հաջորդականացումներից (first-generation sequencing (FGS)) մինչև երրորդ սերնդի (third-generation sequencing (TGS)), անընդհատ փոփոխել են գենոմի հետազոտման դաշտը: Նրա տվյալների թողունակությունը, համեմատած նախկին տեխնոլոգիաների, աննախադեպ է: ԴՆԹ-ի հաջորդականության տեխնոլոգիաները առաջացնում են հաջորդականության տվյալներ, որոնք մեծ են, նոսր և տարասեռ:Սա հանգեցնում է տվյալների նախնական համաձայնեցմանը և բիոինֆորմատիկայի գործիքների արագ զարգացմանը `հաջորդականացման տվյալների մշակման համար:[4]

Համակարգչային գիտությունները ԴՆԹ-ի հաջորդականացման մեջ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Երբ գենոմը հաջորդականացվի, այն պետք է մեկնաբանվի: Մասնավորապես, միլիարդավոր տվյալների կետեր պետք է վերլուծվեն գենոմի ներսում տատանումները (այսինքն ՝ մուտացիաները, անգլ. mutations) հայտնաբերելու համար: Մի մուտացիած գտնելը կարող է օգնել բացահայտել մի շարք հիվանդությունների պատճառը և, ի վերջո, բուժումը:

Այս գործը ձեռքով կատարելը անհասանելի կլիներ, բայց հաշվողական կենսաբանության (անգլ. computational biology) զարգացման արդյունքում հետազոտողները և բժիշկները մի քանի օրվա ընթացքում կարողանում են գտնել իրենց հետաքրքրող մուտացիաները: Հաշվողական կենսաբանները օգտագործում են օրինակների համընկնող ալգորիթմներ, մաթեմատիկական մոդելներ, պատկերների մշակում և այլ տեխնիկա ՝ հաջորդականության տվյալների իմաստն ամփոփելու և մեկնաբանելու համար: Բացի այդ, շատ հաշվարկային կենսաբաններ իրականացնում են սիմուլյացիաներ ՝ կանխատեսելու համար, թե ինչպես են որոշակի կենսաբանական համակարգեր արձագանքելու տարբեր միջավայրերի պայմաններում: Օրինակ, սիմուլյացիան կարող է կանխատեսել, թե ինչպես են քաղցկեղի բջիջները արձագանքում տարբեր դեղամիջոցների բուժումներին, և, իր հերթին, օգնում են գտնել բուժում: Հույսն այն է, որ այս հաշվարկային մոդելներն ու սիմուլյացիաները, ի վերջո, կարող են հանգեցնել մի շարք հիվանդությունների նոր բուժումների հայտնաբերմանը:[5]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Mallawaarachchi Vijini (2017-09-01)։ «DNA Sequence Data Analysis — Starting off in Bioinformatics»։ Medium (անգլերեն)։ Վերցված է 2019-10-20 
  2. Ahn Soyeon (2011-7)։ «Introduction to bioinformatics: sequencing technology»։ Asia Pacific Allergy 1 (2): 93–97։ ISSN 2233-8276։ PMC 3206250։ PMID 22053303։ doi:10.5415/apallergy.2011.1.2.93 
  3. «Bioinformatics: Introduction»։ Genome.gov (անգլերեն)։ Վերցված է 2019-10-20 
  4. Wong Ka-Chun, Zhang Jiao, Yan Shankai, Li Xiangtao, Lin Qiuzhen, Kwong Sam, Liang Cheng (2019-9)։ «DNA Sequencing Technologies: Sequencing Data Protocols and Bioinformatics Tools»։ ACM Comput. Surv. 52 (5): 98:1–98:30։ ISSN 0360-0300։ doi:10.1145/3340286 
  5. «The Computer Science behind DNA Sequencing»։ Science in the News (en-US)։ 2019-04-27։ Վերցված է 2019-10-20 

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Kim Sun (2007)։ Genome Sequencing Technology and Algorithms (first ed.)։ ISBN 978-159693094  (անգլ.)
  • Alphey Dr Luke (1997)։ DNA Sequencing (Introduction to Biotechniques) (first ed.)։ ISBN 978-1859960615  (անգլ.)
  • Xu Jianping (2014)։ Next-generation Sequencing: Current Technologies and Applications (first ed.)։ ISBN 978-1-908230-3  (անգլ.)
  • M. Brown Stuart (2015)։ Next-Generation DNA Sequencing Informatics (first ed.)։ ISBN 978-1621821236  (անգլ.)