Tüm Ekzom Dizileme Nedir?
Bir organizmanın tüm ekzom setinin nükleotid sekans sıralarının, yüksek faydalı bir Deoksirübo Nükleik Asit sıralama usulü kullanılarak tanımlanması, bütün veya tüm ekzom sekanslama olarak öğrenilir. Üç farklı biyomolekül, bir Deoksirübo Nükleik Asit başka bir deyişle pentoz şekeri, nitrojen bazları ve trifosfat oluşturur. Tüm Deoksirübo Nükleik Asit, bir organizmanın genomunu oluşturan kromozomlar üzerine tertip edilmiştir. Tüm somatik hücreler aynı genoma veya genetik içeriğe sahiptir. Genom, […]
Bir organizmanın tüm ekzom setinin nükleotid sekans sıralarının, yüksek faydalı bir Deoksirübo Nükleik Asit sıralama usulü kullanılarak tanımlanması, bütün veya tüm ekzom sekanslama olarak öğrenilir. Üç farklı biyomolekül, bir Deoksirübo Nükleik Asit başka bir deyişle pentoz şekeri, nitrojen bazları ve trifosfat oluşturur. Tüm Deoksirübo Nükleik Asit, bir organizmanın genomunu oluşturan kromozomlar üzerine tertip edilmiştir. Tüm somatik hücreler aynı genoma veya genetik içeriğe sahiptir. Genom, sırasıyla % 3 ve % 97 kodlayıcı Deoksirübo Nükleik Asit ve kodlayıcı olmayan kısımları içerir. Kodlama kısmı, muhtelif proteinleri yapan genler olarak öğrenilir. Genler, intronların yanı gizeme bir dizi eksondan oluşur ve promotör bölge tarafından yönlendirilir.
Burada intronlar, mRNA tercümesi sırasında çıkarılan kodlayıcı olmayan araya giren dizilerdir. Son bir mahsul, bir protein yapmak için orada yalnızca eksonlar kalır. Sadece kodlama eksonlarını sıralamak için kullanılan teknik, ekzom dizileme olarak öğrenilir. Bu, bir ekzomun ne olduğunu ve tüm ekzom dizileme platformunun nasıl çalıştığına dair bilgiler bulunmaktadır.
Ekzom Nedir?
Bir genin sadece eksonları protein üretebilir ve araya giren diziler, transkripsiyon sırasında çıkarılır ve bu sebeple son mRNA yaradılışında yer almaz. Bir gen yalnızca tek bir eksondan oluşmaz, aynı zamanda bir gende bir veya birden fazla ekson vardır. Bir genomun tüm eksonlarının tamamı bir ‘ ekzom’ veya ‘tam ekzom’ olarak öğrenilir. Bu kolayca söylemek gerekirse, bir organizmanın genomunun tüm genlerinin sadece bir kodlama bölgesinin tamamı, bir ‘ekzom’ veya ‘ekzom kümesi’ veya ‘tüm ekzom’ olarak öğrenilir. Ekzom, tüm genomun sadece % 2’lik bir bölümünü kapsar.
Büyük miktarda, genlerin kodlama bölgelerinde alana gelen değişinimler daha hasarlıdır. Böylece, tüm ekzom dizisine gizemelersek, değişinime uğramış ekson, onunla ilişkili genetik bir hastalık ve fenotipik tesiri hakkında bilgi alınabilir. İnsan genomunda toplam genomun % 1 ila 2’sini oluşturan toplam 180.000 ekson mevcuttur.
Bütün Tüm Ekzom Dizileme Nedir?
Sekans bilgisi almak için Deoksirübo Nükleik Asit Sekanslama yapılır. Bir sıralama cihazı, bir gaye dizide veya bir gende bulunan her nükleotidi tanımlar ve tespit eder. Bütün ekzom dizileme, bir genomun tüm kodlama bölgesini sıralayacak kadar eforlu, yeni jenerasyon yüksek faydalı bir Deoksirübo Nükleik Asit dizileme tekniğidir. İlk dizileme usulü Sanger tarafından geliştirilmiş ve Sanger dizileme usulü olarak öğreniliyor ve laboratuvarlarda 1000 ila 1500 nükleotide kadar daha minik Deoksirübo Nükleik Asit parçalarını dizmek için hala kullanılmaktadır. Ancak, Sanger usulü o kadar süratli değildir, bu sebeple tüm genomu sıralamak için; birkaç sene sürer! Öte yandan, yeni jenerasyon dizileme usulü o kadar süratli ki, 3 milyar bazlık tüm genomu bir gün ila bir hafta içinde sıralayabilir. Bütün ekzom dizileme usulü, tüm ekzom setini sıralayabilir. Bu sebeple hastalığa neden olan varyantların% 85’inden aşırısı sıralanabilir veya tespit edilebilir.
Kodlama bölgelerindeki değişinimin daha hasarlı olduğu kabul edilir, ancak kodlama bölgesi dışındaki birkaç değişinim de şahsın sıhhatini negatif etkileyebilir. Misalin, beta-talaseminin IVS 1-5 ve IVS1-1 değişinimi gösterilebilir. Ancak genetik hastalıklarla ilişkili değişinimlerin, farklılıkların ve kopya rakamı varyasyonlarının % 80’inden aşırısı kodlama bölgelerinde, taşıtlarda, ekzomlardadır. Bir dizi ekzomu sıralamak, tüm genomu sıralamak yerine daha uygundur. Tüm genom dizileme daha fazla zaman alır ve aynı zamanda daha maliyetli bir süreçtir. Netice olarak, tam exome sekanslama tekniği, iki sınırlamalarını aşmak için gelişmiş, başka bir deyişle alel, muhtelif türevleri bulmak için, ya da düşük maliyetli deneylerde bir hastalık ile ilişkili yerlerin. Özellikle, yalnızca protein kodlayan bölgeleri değil, aynı zamanda değişik microRNA veya lincRNA’ların eksonlarını da diziler.
Tüm Ekzom Dizileme Süreci
Bu sıralama platformunun süreci, yeni jenerasyon dizileme veya değişik yüksek faydalı sıralama usullerine azıcık benzemektedir. Süreç de bir biçimde karışık ama kolayca açıklamak gerekirse süreç şu biçimde anlatılabilir:
İzole evresi
İlk olarak, yüksek nitelikli Deoksirübo Nükleik Asit, tuzdan temizletme usulü kullanılarak izole edilir veya Deoksirübo Nükleik Asit ekstraksiyon usulünü kullanmaya hazırdır. Bununla beraber, Ekzom dizileme üreticisi tarafından önerilen bir Deoksirübo Nükleik Asit ekstraksiyon usulünü şiddetle nasihat edilmektedir. Tüm ekzom dizilemede kullanmak için rastgele bir Deoksirübo Nükleik Asit ekstraksiyon usulüyle iki kriter yerine getirilmelidir, biri Deoksirübo Nükleik Asit niteliği takribî 1.80 ve ölçü 100-250 ng olmalıdır. Deoksirübo Nükleik Asit ekstraksiyonunu bir gaye zenginleştirme süreci takip eder. Gaye zenginleştirme sürecinde, tüm ekzom seti bir Deoksirübo Nükleik Asit misalinden izole edilir. Gaye zenginleştirme yapmadan evvel Deoksirübo Nükleik Asit’yı dağılmak için fiziksel veya enzimatik usuller asıllaştırılır.
Deoksirübo Nükleik Asit ayrılınmasına gelindiğinde, Deoksirübo Nükleik Asit fragmanları yapma hedefi, testin karışıklığını eksiltmektir. Daha büyük Deoksirübo Nükleik Asit parçalarının sıralanması güçtür, bundan böyle minik Deoksirübo Nükleik Asit parçaları yapılmaktadır ve bir kitaplıkta bir araya gelmektedir. Bir kütüphane, tüm Deoksirübo Nükleik Asit fragmanların bulunduğu öğrenilen bir yerdir. Ayrılınmış Deoksirübo Nükleik Asit, âmâ uçların üretildiği ve adaptörlerle bağlandığı kitaplık hazırlığına işlenir.
Gaye zenginleştirme evresi
Gaye zenginleştirme, araştırmak veya dizilemek istediğimiz genomik bölgeleri seçmek için kullanılan usuller veya usuller koleksiyonundan başka bir şey değildir, bu vaziyette ekzomlardır. Dizi tabanlı tutma veya çözüm içi tutma usulü gibi usulleri kullanarak, Ekzomlar gibi sıralamak istediğimiz bölgeleri seçebilir ve izole edilebilir. Dizi-bazlı tutma usulü gaye Deoksirübo Nükleik Asit dizilerine prob, spesifik bir katı yüzey üzerinde immobilize edilmiş olan, ananesel usullerden biridir. Ekzom sekansları her prob üzerinde hibridize edilir bitirici sekansına sahip ve ardından PCR’de amplifiye edilir.
Bununla beraber, âmâ uçların üretilmesi, adaptör ligasyonları ve devireme gibi adımlar da ananesel mikrodizi gibi buna dahildir. Evvelden sıralama bilgilerinin lüzumluluğu, sıkıntılı misal operasyona, kullanımı güçleştirir. İçinde çözelti tutma usulü, problar Deoksirübo Nükleik Asit fragmanı hibridize olduğu boncuklar veya manyetik boncuk çözeltisi içinde vardır. Hibridize edilmemiş Deoksirübo Nükleik Asit’nın geri kalanı yıkanır ve ilgilendiğimiz Deoksirübo Nükleik Asit fragmanlarının bulunduğu boncuklar dizilir. Başka Bir Deyişle bunlar, eksomları sıralamak için gaye zenginleştirme yapmanın iki usulüdür. Misal hazırlama bitirildikten sonra, devireme adımı asıllaştırılır ve ardından kitaplık saflaştırılır. Deoksirübo Nükleik Asit’yı parçalara ayırdık, böylece ekson parçalarına ve sıralamak istemediğimiz değişik Deoksirübo Nükleik Asit parçalarına sahip olunur. Devireme, değişik tüm zorunlu olmayan Deoksirübo Nükleik Asit’ların yanı gizeme değişik kimyevilerin izlerini de ortadan kaldırır. Numunenin ayrıştırılmasıyla, saf bir ekson fragmanları kütüphanesi Deoksirübo Nükleik Asit sekanslaması için hazırdır.
Kitaplık, sıralama için işleniyor. Sıralama cihazı, tüm ekzom kitaplığının her dizisini okur ve sinyaller şeklinde bir çıktı verir. Milyonlarca kısa sıralı özel okumalar elde etmek için, büyük miktarda paralel yüksek faydalı sıralama asıllaştırılır. Kısacası, bir köprü geliştirme sürecinde, her uzama evresinden sonraki her ddNPT, mekanizmanın tamamı olan bir NGS’de idrak edilir. Bilgisayar yazılımı, her nükleotidi sırayla kumpaslar ve her parçanın sırasını tanımlar. Kütüphane tertip etmelerine bağlı olarak, ayrı parçalar düzenlenir ve tüm ekzom dizisi bir bilgisayar tarafından oluşturulur.
Tüm Ekzom Dizilemenin Avantajları ve Uygulamalar
Mevcut sıralama usulü, yüksek faydalı, süratli, emin, oranla uygun maliyetli ve doğrudur. Genomun tüm kodlama bölgesine içerir. Dizileme bilgileri, 90 ila 100 GB tüm genom dizilemesine mukayeseyle sadece 4 ila 5 GB çıktıdır. Hastalıkla alakalı öğrenilen genotipler ve aleller için kullanılır. Bir anormallikle ilişkili kodlama bölgelerindeki farklılığı bulmak için tesirlidir. Genetik hastalığı taramada, yeni varyasyon ve değişinimlerin belirlenmesinde, popülasyon genetiğinde, kanser genetiğinde ve değişik alanlarda kullanılır.
Mevcut usul oldukça doğrudur ve bu sebeple multigenik hastalık için çok sık kullanılmaktadır. Misalin, Kabuki hastalığının gen değişinimleri, paroksismal kinesigenik diskinezi, konjenital klorür diyare ve spinoserebellar ataksi, bütün ekzom dizileme ile taranır. Yeni Mendel hastalığı ile ilişkili varyantların keşfedilmesinde ve ender varyantların ve gen haritalamasının belirlenmesinde de uygulanabilir.
Tüm Ekzom Dizilemenin Dezavantaj ve Sınırlamaları
Ekzom dizileme, Deoksirübo Nükleik Asit’yı dizilemek için kullanılan son teknoloji bir tekniktir, Fakat çok ehemmiyetli bir sınırlaması vardır. Öncelikle hastalığa neden olan değişinimlerin tümü eksonlarda bulunmaz. Bir hastalık veya hastalık grubu ile ilişkili geniş bir değişinim spektrumu ile karşılaşılsa da kimileri kalmıştır. Tüm genomun değişinimlerini, farklılıklarını veya kopya rakamı varyasyonlarını içermek için, shotgun dizileme veya kopya dizileme ile kopyalama gibi bir bütün genom dizileme usulüne gereksinim vardır ve bu usulde bu olası değildir. Mevcut usulün yeniden bir başka sınırlaması, bazı eksonların dizi eşliğidir. Tüm eksonlar aynı değil ama kimileri de farklı değildir! Birkaç ekson, değişik eksonlar arasında paylaşılan yineleyen Deoksirübo Nükleik Asit dizilerine sahiptir. Bunlar doğru varsayım edilemez.
Bütün ekzom dizileme usulü, WGS ile karşılaştırıldığında daha süratli, daha ucuz ve doğrudur. Sadece mRNA’ların değil, aynı zamanda siRNA ve miRNA’nın eksomlarının da sekans bilgilerini verebilir. Bununla beraber, netice almak için kapsamlı hesaplama bilgisi, yüksek süratli süper bilgisayarlar ve uzman insan eforu zorunludur. Buna ek olarak, sıkıntılı elektroforez adımlarına gereksinim dinlenmez. Ekzom dizileme muayenehane, araştırma ve akademisyenler için verimlidir. Bir hastalığın prognozu, teşhisi ve patofizyolojisi de inceleme edilebilir. Mevcut usul, mendelyan olmayan veya ender Mendel bozukluklarını araştırmak ve hastalığa neden olan ender genetik varyantları bulmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Az rakamda popülasyonda bulunan varyantlar da tespit edilebilir.