Sekvenování DNA - Historie editací

Sysop: ++

2025-03-20T22:26:43Z

← Starší verze		Verze z 20. 3. 2025, 22:26
Řádka 11:		Řádka 11:
	}}</ref> Tyto sekvence jsou součástí [[dědičná informace\|dědičné informace]] v [[buněčné jádro\|jádru]] (u prokaryot spíše tzv. [[nukleoid]]), dále však i v [[plazmid]]ech, [[mitochondrie\|mitochondriích]] a [[plastid]]ech.		}}</ref> Tyto sekvence jsou součástí [[dědičná informace\|dědičné informace]] v [[buněčné jádro\|jádru]] (u prokaryot spíše tzv. [[nukleoid]]), dále však i v [[plazmid]]ech, [[mitochondrie\|mitochondriích]] a [[plastid]]ech.

-	Dnes je známo obrovské množství metod sekvenování DNA. Od sedmdesátých let [[20. století]] je používána zejména metoda [[Frederick Sanger\|Fredericka Sangera]], která využívá v klasické podobě [[dideoxynukleotid]]ů a následné [[elektroforéza\|elektroforézy]]. V poslední době se do popředí dostává hlavně pyrosekvenování a další metody, jež slibují zrychlení i zlevnění celého procesu. Sekvenování DNA je užitečné nejen v základním výzkumu biologických procesů, ale i v aplikovaných oborech, jimiž je [[diagnostika]] nemocí či forenzní medicína. Sekvenování se uplatnilo např. v projektu čtení [[lidský genom\|lidského genomu]] ([[Human Genome Project]]), ale přečteny byly genomy i mnoha jiných organismů, včetně různých [[~~rostliny~~\|rostlin]], [[~~živočich~~]]ů a [[mikrob]]ů. Někdy se sekvenují pouze jisté části genomu, které mají pro výzkumníky v daném okamžiku význam.	+	Dnes je známo obrovské množství metod sekvenování DNA. Od sedmdesátých let [[20. století]] je používána zejména metoda [[Frederick Sanger\|Fredericka Sangera]], která využívá v klasické podobě [[dideoxynukleotid]]ů a následné [[elektroforéza\|elektroforézy]]. V poslední době se do popředí dostává hlavně pyrosekvenování a další metody, jež slibují zrychlení i zlevnění celého procesu. Sekvenování DNA je užitečné nejen v základním výzkumu biologických procesů, ale i v aplikovaných oborech, jimiž je [[diagnostika]] nemocí či forenzní medicína. Sekvenování se uplatnilo např. v projektu čtení [[lidský genom\|lidského genomu]] ([[Human Genome Project]]), ale přečteny byly genomy i mnoha jiných organismů, včetně různých [[Rostliny\|rostlin]], [[Živočichové\|živočichů]] a [[mikrob]]ů. Někdy se sekvenují pouze jisté části genomu, které mají pro výzkumníky v daném okamžiku význam.
-	[[Soubor:Sanger sequencing read display.~~gif~~\|thumb\|~~upright=2.5~~\|Sekvenování se dnes vyhodnocuje pomocí počítače; zde je zachycen výsledek sekvenování Sangerovou metodou]]	+
		+	[[Soubor:Sanger sequencing read display.png\|thumb\|250px\|Sekvenování se dnes vyhodnocuje pomocí počítače; zde je zachycen výsledek sekvenování Sangerovou metodou]]
	== Historie výzkumu ==		== Historie výzkumu ==
-	[[Soubor:Frederick Sanger2.jpg\|thumb\|~~upright=0.7~~\|[[Frederick Sanger]], autor jedné z dodnes používaných metod sekvenování DNA]]	+	[[Soubor:Frederick Sanger2.jpg\|thumb\|230px\|[[Frederick Sanger]], autor jedné z dodnes používaných metod sekvenování DNA]]
-	Ještě na začátku sedmdesátých let bylo určení pořadí nukleotidů velmi obtížné a obvykle se provádělo nepřímo, tedy [[sekvenování RNA\|sekvenováním RNA]] molekul či [[sekvenování proteinů\|proteinů]].<ref name=molbio>{{citace monografie\| url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?highlight=sequencing&rid=mboc4.section.1553\| kapitola=Isolating, Cloning, and Sequencing DNA\| titul=Molecular Biology of the Cell\| vydání=4\| vydavatel=GarlandScience; NCBI\| jméno=Bruce \|příjmení=Alberts\| spoluautoři=Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter}}</ref> První sekvenování krátké sekvence DNA provedl v roce 1970 [[Ray Wu]] z [[Cornellská univerzita\|Cornellské univerzity]]; tato sekvence se však skládala z pouhých 12 [[nukleová báze\|nukleových bází]] a pocházela z okrajových regionů genomu [[virus\|viru]] [[bakteriofág lambda\|lambda]]. Práce Wuovi a jeho spolupracovníkovi trvala 3 roky.<ref name=genomics />	+	Ještě na začátku sedmdesátých let bylo určení pořadí nukleotidů velmi obtížné a obvykle se provádělo nepřímo, tedy [[sekvenování RNA\|sekvenováním RNA]] molekul či [[sekvenování proteinů\|proteinů]].<ref name=molbio>{{citace monografie\| url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?highlight=sequencing&rid=mboc4.section.1553\| kapitola=Isolating, Cloning, and Sequencing DNA\| titul=Molecular Biology of the Cell\| vydání=4\| vydavatel=GarlandScience; NCBI\| jméno=Bruce \|příjmení=Alberts\| spoluautoři=Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter}}</ref> První sekvenování krátké sekvence DNA provedl v roce 1970 [[Ray Wu]] z [[Cornellská univerzita\|Cornellské univerzity]]; tato sekvence se však skládala z pouhých 12 [[nukleová báze\|nukleových bází]] a pocházela z okrajových regionů genomu [[virus\|viru]] [[bakteriofág lambda\|lambda]]. Práce Wuovi a jeho spolupracovníkovi trvala 3 roky.<ref name=genomics />

	Průlom nastal v druhé polovině 70. let. V roce [[1975]] vyvinul svou sekvenační metodu [[Frederick Sanger]] a [[A. R. Coulson]].<ref name=dictionary /> [[Allan Maxam]] a [[Walter Gilbert]] vyvinuli další, poměrně rychlou metodu sekvenování DNA v roce 1977<ref name=dictionary /> a druhý jmenovaný dostal za svou vědeckou činnost v roce 1980 [[Nobelova cena\|Nobelovu cenu]].<ref>http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1980/gilbert-autobio.html</ref> V počátcích sekvenování bylo možno osekvenovat za den jen několik tisíc nukleových bází a sekvenování celého genomu bylo velice náročné. Postupně však byly metody modernizovány a dnes má vědecká veřejnost k dispozici v databázích sekvence DNA čítající několik stovek miliard nukleových bází.<ref name=googlebook>{{citace monografie\| titul = New high throughput technologies for DNA sequencing and genomics \| jméno=Keith R. \|příjmení=Mitchelson\| rok= 2007 \|strany= 381\| url = http://books.google.cz/books?id=FHhXCH-ISicC}}</ref> Prvním zcela osekvenovaným genomem byl genom [[bakterie]] ''[[Haemophilus influenzae]]'', dnes však je k dispozici široké rozpětí genomů různých jiných organizmů.<ref name=molbio /> V roce 2001 byla zveřejněna první podoba [[lidský genom\|genomu člověka]],<ref>{{Citace periodika \| autor=McPherson JD, Marra M, Hillier L, ''et al.'' \| titul=A physical map of the human genome \| periodikum=Nature \| ročník=409 \| číslo=6822 \| strany=934–41 \| rok=2001 \| měsíc=February \| pmid=11237014 \| doi=10.1038/35057157 \| url=}}</ref><ref>{{Citace periodika \| autor=Venter JC, Adams MD, Myers EW, ''et al.'' \| titul=The sequence of the human genome \| periodikum=Science (journal) \| ročník=291 \| číslo=5507 \| strany=1304–51 \| rok=2001 \| měsíc=February \| pmid=11181995 \| doi=10.1126/science.1058040 \| url=}}</ref> poslední data však byla publikována až v roce 2006.<ref>{{Citace periodika \| autor=Gregory SG, Barlow KF, McLay KE, ''et al.'' \| titul=The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1 \| periodikum=Nature \| ročník=441 \| číslo=7091 \| strany=315–21 \| rok=2006 \| měsíc=May \| pmid=16710414 \| doi=10.1038/nature04727 \| url=}}</ref>		Průlom nastal v druhé polovině 70. let. V roce [[1975]] vyvinul svou sekvenační metodu [[Frederick Sanger]] a [[A. R. Coulson]].<ref name=dictionary /> [[Allan Maxam]] a [[Walter Gilbert]] vyvinuli další, poměrně rychlou metodu sekvenování DNA v roce 1977<ref name=dictionary /> a druhý jmenovaný dostal za svou vědeckou činnost v roce 1980 [[Nobelova cena\|Nobelovu cenu]].<ref>http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1980/gilbert-autobio.html</ref> V počátcích sekvenování bylo možno osekvenovat za den jen několik tisíc nukleových bází a sekvenování celého genomu bylo velice náročné. Postupně však byly metody modernizovány a dnes má vědecká veřejnost k dispozici v databázích sekvence DNA čítající několik stovek miliard nukleových bází.<ref name=googlebook>{{citace monografie\| titul = New high throughput technologies for DNA sequencing and genomics \| jméno=Keith R. \|příjmení=Mitchelson\| rok= 2007 \|strany= 381\| url = http://books.google.cz/books?id=FHhXCH-ISicC}}</ref> Prvním zcela osekvenovaným genomem byl genom [[bakterie]] ''[[Haemophilus influenzae]]'', dnes však je k dispozici široké rozpětí genomů různých jiných organizmů.<ref name=molbio /> V roce 2001 byla zveřejněna první podoba [[lidský genom\|genomu člověka]],<ref>{{Citace periodika \| autor=McPherson JD, Marra M, Hillier L, ''et al.'' \| titul=A physical map of the human genome \| periodikum=Nature \| ročník=409 \| číslo=6822 \| strany=934–41 \| rok=2001 \| měsíc=February \| pmid=11237014 \| doi=10.1038/35057157 \| url=}}</ref><ref>{{Citace periodika \| autor=Venter JC, Adams MD, Myers EW, ''et al.'' \| titul=The sequence of the human genome \| periodikum=Science (journal) \| ročník=291 \| číslo=5507 \| strany=1304–51 \| rok=2001 \| měsíc=February \| pmid=11181995 \| doi=10.1126/science.1058040 \| url=}}</ref> poslední data však byla publikována až v roce 2006.<ref>{{Citace periodika \| autor=Gregory SG, Barlow KF, McLay KE, ''et al.'' \| titul=The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1 \| periodikum=Nature \| ročník=441 \| číslo=7091 \| strany=315–21 \| rok=2006 \| měsíc=May \| pmid=16710414 \| doi=10.1038/nature04727 \| url=}}</ref>

	== Metody sekvenování ==		== Metody sekvenování ==
-	[[Soubor:GTCATAGCA in maxam gilbert sequencing.jpeg\|thumb\|Maxam–Gilbertova metoda. Z této elektroforézy je patrné, že sekvence DNA zní GTCATAGCA (čte se zespodu)]]	+	[[Soubor:GTCATAGCA in maxam gilbert sequencing.jpeg\|thumb\|230px\|Maxam–Gilbertova metoda. Z této elektroforézy je patrné, že sekvence DNA zní GTCATAGCA (čte se zespodu)]]
	Bylo vyvinuto poměrně velké množství technik sloužících k sekvenování DNA, které se liší některými základními principy a dále především cenou a rychlostí. Dvěma základními metodami je tzv. [[Allan Maxam\|Maxam]]-[[Walter Gilbert\|Gilbertovo]] sekvenování a [[Frederick Sanger\|Sangerovo]] sekvenování.<ref name=redei>{{citace monografie\| titul = Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics\| vydání=3rd Edition\| příjmení= Rédei\| jméno = George P.\| vydavatel=Springer\| rok=2008\| isbn=978-1-4020-6753-2}}</ref><ref name=dictionary>{{citace monografie\| titul = A Dictionary of Genetics, Seventh Edition \| autor = ROBERT C. KING; WILLIAM D. STANSFIELD; PAMELA K. MULLIGAN \| vydavatel = Oxford University Press\| rok=2006}}</ref> Obě mají společné to, že využívají k roztřídění sekvencí [[elektroforéza\|gelové elektroforézy]]; liší se však způsoby, jak tyto sekvence vznikají. Sangerova metoda je výhodnější zejména v tom, že se při ní do takové míry nemusí využívat toxické látky. Modernizací Sangerovy metody je také možné sekvenování zjednodušit či zrychlit (fluorescenční obarvování atd.).<ref name=genomics>{{citace monografie\| titul = Genomics: The Science and Technology Behind the Human Genome Project \| autor = Charles R. Cantor, Cassandra L. Smith\|rok= 1999 \| vydavatel=John Wiley & Sons, Inc.\| isbn=0-471-59908-5}}</ref>		Bylo vyvinuto poměrně velké množství technik sloužících k sekvenování DNA, které se liší některými základními principy a dále především cenou a rychlostí. Dvěma základními metodami je tzv. [[Allan Maxam\|Maxam]]-[[Walter Gilbert\|Gilbertovo]] sekvenování a [[Frederick Sanger\|Sangerovo]] sekvenování.<ref name=redei>{{citace monografie\| titul = Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics\| vydání=3rd Edition\| příjmení= Rédei\| jméno = George P.\| vydavatel=Springer\| rok=2008\| isbn=978-1-4020-6753-2}}</ref><ref name=dictionary>{{citace monografie\| titul = A Dictionary of Genetics, Seventh Edition \| autor = ROBERT C. KING; WILLIAM D. STANSFIELD; PAMELA K. MULLIGAN \| vydavatel = Oxford University Press\| rok=2006}}</ref> Obě mají společné to, že využívají k roztřídění sekvencí [[elektroforéza\|gelové elektroforézy]]; liší se však způsoby, jak tyto sekvence vznikají. Sangerova metoda je výhodnější zejména v tom, že se při ní do takové míry nemusí využívat toxické látky. Modernizací Sangerovy metody je také možné sekvenování zjednodušit či zrychlit (fluorescenční obarvování atd.).<ref name=genomics>{{citace monografie\| titul = Genomics: The Science and Technology Behind the Human Genome Project \| autor = Charles R. Cantor, Cassandra L. Smith\|rok= 1999 \| vydavatel=John Wiley & Sons, Inc.\| isbn=0-471-59908-5}}</ref>

	=== Maxam–Gilbertova metoda ===		=== Maxam–Gilbertova metoda ===
-
	Metoda, kterou vyvinuli [[Allan Maxam]] a [[Walter Gilbert]], se též označuje jako M&G nebo též „chemické sekvenování“. Vzorek obsahuje krátkou sekvenci DNA (a to jak [[dsDNA\|dvouvláknovou]] či [[ssDNA\|jednovláknovou]]), která je na svém 5' konci [[radioaktivita\|radioaktivně]] označena [[fosfor]]em <sup>32</sup>P. Tento vzorek se rozdělí v klasickém případě na pět částí a každá je vystavena chemikáliím, které specificky štípají sekvenci DNA v místě, kde rozpoznají jistou nukleovou bázi. První z pěti nádob například obsahuje [[dimetylsulfát]] a [[piperidin]], načež se zahřátím rozštěpí sekvence v místě, kde je přítomen [[guanin]]. Druhá nádoba obsahuje [[hydrazin]] a piperidin, tyto chemikálie rozštípají DNA v místech, kde je [[cytosin]] nebo [[thymin]]. Tímto způsobem je v každé z pěti nádob docíleno různě dlouhých sekvencí DNA.<ref name=redei />		Metoda, kterou vyvinuli [[Allan Maxam]] a [[Walter Gilbert]], se též označuje jako M&G nebo též „chemické sekvenování“. Vzorek obsahuje krátkou sekvenci DNA (a to jak [[dsDNA\|dvouvláknovou]] či [[ssDNA\|jednovláknovou]]), která je na svém 5' konci [[radioaktivita\|radioaktivně]] označena [[fosfor]]em <sup>32</sup>P. Tento vzorek se rozdělí v klasickém případě na pět částí a každá je vystavena chemikáliím, které specificky štípají sekvenci DNA v místě, kde rozpoznají jistou nukleovou bázi. První z pěti nádob například obsahuje [[dimetylsulfát]] a [[piperidin]], načež se zahřátím rozštěpí sekvence v místě, kde je přítomen [[guanin]]. Druhá nádoba obsahuje [[hydrazin]] a piperidin, tyto chemikálie rozštípají DNA v místech, kde je [[cytosin]] nebo [[thymin]]. Tímto způsobem je v každé z pěti nádob docíleno různě dlouhých sekvencí DNA.<ref name=redei />

Řádka 30:		Řádka 30:

	=== Sangerova metoda ===		=== Sangerova metoda ===
-	[[Soubor:Sequencing.jpg\|thumb\|left\|~~upright=0.5~~\|[[Elektroforéza]], na níž je patrný výsledek Sangerova sekvencování]]	+	[[Soubor:Sequencing.jpg\|thumb\|left\|200px\|[[Elektroforéza]], na níž je patrný výsledek Sangerova sekvencování]]
	Sangerova metoda (též označována jako metoda „plus a mínus“, „dideoxy“ metoda či metoda „primed synthesis“) je použitelná k sekvenování krátké sekvence jednovláknové DNA. Ve své podstatě využívá biologického procesu [[replikace DNA]]. Vybraná sekvence se vloží do reakční směsi, jež obsahuje vhodný radioaktivně označený [[primer]] (α-P<sup>32</sup>-dATP), [[DNA polymeráza\|DNA polymerázu]] ([[Taq polymeráza\|Taq]] či [[T7 polymeráza\|T7]] polymeráza), zásobu čtyřech esenciálních [[deoxyribonukleotid]]ů ([[dATP]], [[dGTP]], [[dCTP]], [[dTTP]]), ale navíc také jeden ze čtyř [[dideoxynukleotid]]ů. Dideoxynukleotid je schopen se začlenit do replikující se DNA, ale následně zastaví elongaci řetězce, protože nemá [[OH skupina\|OH skupinu]], na níž by se připevnil další nukleotid. Každý dideoxynukleotid se vloží do jedné ze čtyř nádob se vzorkem a všechny replikované sekvence v dané nádobě tedy zákonitě skončí dideoxynukleotidem svého typu.<ref name=redei />		Sangerova metoda (též označována jako metoda „plus a mínus“, „dideoxy“ metoda či metoda „primed synthesis“) je použitelná k sekvenování krátké sekvence jednovláknové DNA. Ve své podstatě využívá biologického procesu [[replikace DNA]]. Vybraná sekvence se vloží do reakční směsi, jež obsahuje vhodný radioaktivně označený [[primer]] (α-P<sup>32</sup>-dATP), [[DNA polymeráza\|DNA polymerázu]] ([[Taq polymeráza\|Taq]] či [[T7 polymeráza\|T7]] polymeráza), zásobu čtyřech esenciálních [[deoxyribonukleotid]]ů ([[dATP]], [[dGTP]], [[dCTP]], [[dTTP]]), ale navíc také jeden ze čtyř [[dideoxynukleotid]]ů. Dideoxynukleotid je schopen se začlenit do replikující se DNA, ale následně zastaví elongaci řetězce, protože nemá [[OH skupina\|OH skupinu]], na níž by se připevnil další nukleotid. Každý dideoxynukleotid se vloží do jedné ze čtyř nádob se vzorkem a všechny replikované sekvence v dané nádobě tedy zákonitě skončí dideoxynukleotidem svého typu.<ref name=redei />

Řádka 38:		Řádka 38:

	=== Pyrosekvenování ===		=== Pyrosekvenování ===
-	[[Soubor:~~Pyrogram1~~.~~jpg~~\|thumb\|~~Výstup programu po proběhlém pyrosekvenování~~]]	+	[[Soubor:DNA sequencing interferogram.png\|thumb\|230px\|Genetický DNA interferogram]]
	Pyrosekvenování ([[angličtina\|angl]]. ''pyrosequencing'') je jedna z novějších metod sekvenování DNA. Je sice (podobně jako Sangerova metoda) založena také na syntéze nových sekvencí DNA, ale liší se způsobem, jak je detekováno začlenění daného nukleotidu (nevyžaduje [[elektroforéza\|elektroforézu]]).<ref>{{Citace elektronické monografie \| url=http://www.nature.com/nrg/journal/v6/n11/glossary/nrg1709_glossary.html \| titul=Definition of pyrosequencing from the Nature Reviews Genetics Glossary \| datum přístupu=2008-10-28 }}</ref> Pyrosekvenování vyvinul v roce 1996 ve [[Stockholm]]u profesor [[Pål Nyrén]] se svým studentem [[Mostafa Ronaghi\|Mostafou Ronaghi]].<ref name=RonachiScience>{{Citace periodika\| autor=Ronaghi et al. \| titul=A sequencing method based on real-time pyrophosphate \| periodikum=Science \| datum=1998-07-17\| ročník=281\| strany=363 \| url= http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/281/5375/363 \| pmid=9705713\| strany=363\| doi=10.1126/science.281.5375.363}}</ref><ref>{{Citace periodika\| autor=Ronaghi et al.\| titul=Real-time DNA sequencing using detection of pyrophosphate release\| periodikum=Analytical Biochemistry\| rok=1996 \| ročník=242 \| strany=84-89 \| pmid=8923969\| strany=84\| doi= 10.1006/abio.1996.0432}}</ref><ref>{{Citace periodika\| autor=Nyrén, P. \| titul=The History of Pyrosequencing\| periodikum=Methods Mol Biology \| rok=2007\| ročník=373\| pmid=17185753\| strany=1–14}}</ref> Ve směsi pro pyrosekvenování musí být přítomno velké množství enzymů, mimo [[DNA polymeráza\|DNA polymerázy]] ještě [[ATP sulfuryláza]], [[luciferáza]] a [[apyráza]]; ze substrátů pak [[adenosinfosfosulfát]] a [[luciferin]]. Do této směsi jsou postupně vkládány nukleotidy různých typů ([[dATP]], [[dGTP]], [[dCTP]], [[dTTP]]). Když se po přidání jednoho z nich uvolní [[Světlo\|světelné záření]], znamená to, že se do vznikajícího řetězce začlenil jeden nebo více nukleotidů tohoto typu. Toto světlo zde vzniká v důsledku enzymatické reakce, na jejímž začátku je uvolnění [[pyrofosfát]]u z nově začleněného nukleotidu a na jejímž konci je spotřeba vzniklého [[adenosintrifosfát\|ATP]] luciferázou k [[oxidace\|oxidaci]] luciferinu (viz [http://www.pyrosequencing.com/DynPage.aspx?id=7454 video] na stránkách výrobce).<ref>{{citace elektronické monografie\| url = http://www.pyrosequencing.com/DynPage.aspx?id=7454\| titul = Principle of Pyrosequencing Technology\| vydavatel=Qiagen}}</ref>		Pyrosekvenování ([[angličtina\|angl]]. ''pyrosequencing'') je jedna z novějších metod sekvenování DNA. Je sice (podobně jako Sangerova metoda) založena také na syntéze nových sekvencí DNA, ale liší se způsobem, jak je detekováno začlenění daného nukleotidu (nevyžaduje [[elektroforéza\|elektroforézu]]).<ref>{{Citace elektronické monografie \| url=http://www.nature.com/nrg/journal/v6/n11/glossary/nrg1709_glossary.html \| titul=Definition of pyrosequencing from the Nature Reviews Genetics Glossary \| datum přístupu=2008-10-28 }}</ref> Pyrosekvenování vyvinul v roce 1996 ve [[Stockholm]]u profesor [[Pål Nyrén]] se svým studentem [[Mostafa Ronaghi\|Mostafou Ronaghi]].<ref name=RonachiScience>{{Citace periodika\| autor=Ronaghi et al. \| titul=A sequencing method based on real-time pyrophosphate \| periodikum=Science \| datum=1998-07-17\| ročník=281\| strany=363 \| url= http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/281/5375/363 \| pmid=9705713\| strany=363\| doi=10.1126/science.281.5375.363}}</ref><ref>{{Citace periodika\| autor=Ronaghi et al.\| titul=Real-time DNA sequencing using detection of pyrophosphate release\| periodikum=Analytical Biochemistry\| rok=1996 \| ročník=242 \| strany=84-89 \| pmid=8923969\| strany=84\| doi= 10.1006/abio.1996.0432}}</ref><ref>{{Citace periodika\| autor=Nyrén, P. \| titul=The History of Pyrosequencing\| periodikum=Methods Mol Biology \| rok=2007\| ročník=373\| pmid=17185753\| strany=1–14}}</ref> Ve směsi pro pyrosekvenování musí být přítomno velké množství enzymů, mimo [[DNA polymeráza\|DNA polymerázy]] ještě [[ATP sulfuryláza]], [[luciferáza]] a [[apyráza]]; ze substrátů pak [[adenosinfosfosulfát]] a [[luciferin]]. Do této směsi jsou postupně vkládány nukleotidy různých typů ([[dATP]], [[dGTP]], [[dCTP]], [[dTTP]]). Když se po přidání jednoho z nich uvolní [[Světlo\|světelné záření]], znamená to, že se do vznikajícího řetězce začlenil jeden nebo více nukleotidů tohoto typu. Toto světlo zde vzniká v důsledku enzymatické reakce, na jejímž začátku je uvolnění [[pyrofosfát]]u z nově začleněného nukleotidu a na jejímž konci je spotřeba vzniklého [[adenosintrifosfát\|ATP]] luciferázou k [[oxidace\|oxidaci]] luciferinu (viz [http://www.pyrosequencing.com/DynPage.aspx?id=7454 video] na stránkách výrobce).<ref>{{citace elektronické monografie\| url = http://www.pyrosequencing.com/DynPage.aspx?id=7454\| titul = Principle of Pyrosequencing Technology\| vydavatel=Qiagen}}</ref>

Řádka 71:		Řádka 71:
	== Reference ==		== Reference ==
	<references />		<references />
		+

	{{Článek z Wikipedie}}		{{Článek z Wikipedie}}

Sysop: 1 revizi

2013-11-23T18:49:34Z

1 revizi

← Starší verze

Verze z 23. 11. 2013, 18:49

Sysop: 1 revizi

2010-10-24T22:20:43Z

1 revizi

Nová stránka

'''Sekvenování DNA''' (též '''sekvenace''' či '''sekvencování''', mnohdy také „čtení“ DNA) je souhrnný termín pro [[biochemie|biochemické]] metody, jimiž se zjišťuje pořadí [[Nukleová báze|nukleových bází]] ([[adenin|A]], [[cytosin|C]], [[guanin|G]], [[thymin|T]]) v [[sekvence DNA|sekvencích]] [[DNA]].<ref>
{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Raclavský
| jméno = Vladislav
| url = http://biologie.upol.cz/metody/Sekvenovani%20DNA.htm
| titul = Metody molekulární genetiky
| kapitola = 8. Sekvenování DNA
| vydavatel = Ústav biologie Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci
| datum vydání = 2003
| datum přístupu = 2009-6-20
}}</ref> Tyto sekvence jsou součástí [[dědičná informace|dědičné informace]] v [[buněčné jádro|jádru]] (u prokaryot spíše tzv. [[nukleoid]]), dále však i v [[plazmid]]ech, [[mitochondrie|mitochondriích]] a [[plastid]]ech.

Dnes je známo obrovské množství metod sekvenování DNA. Od sedmdesátých let [[20. století]] je používána zejména metoda [[Frederick Sanger|Fredericka Sangera]], která využívá v klasické podobě [[dideoxynukleotid]]ů a následné [[elektroforéza|elektroforézy]]. V poslední době se do popředí dostává hlavně pyrosekvenování a další metody, jež slibují zrychlení i zlevnění celého procesu. Sekvenování DNA je užitečné nejen v základním výzkumu biologických procesů, ale i v aplikovaných oborech, jimiž je [[diagnostika]] nemocí či forenzní medicína. Sekvenování se uplatnilo např. v projektu čtení [[lidský genom|lidského genomu]] ([[Human Genome Project]]), ale přečteny byly genomy i mnoha jiných organismů, včetně různých [[rostliny|rostlin]], [[živočich]]ů a [[mikrob]]ů. Někdy se sekvenují pouze jisté části genomu, které mají pro výzkumníky v daném okamžiku význam.
[[Soubor:Sanger sequencing read display.gif|thumb|upright=2.5|Sekvenování se dnes vyhodnocuje pomocí počítače; zde je zachycen výsledek sekvenování Sangerovou metodou]]
== Historie výzkumu ==
[[Soubor:Frederick Sanger2.jpg|thumb|upright=0.7|[[Frederick Sanger]], autor jedné z dodnes používaných metod sekvenování DNA]]
Ještě na začátku sedmdesátých let bylo určení pořadí nukleotidů velmi obtížné a obvykle se provádělo nepřímo, tedy [[sekvenování RNA|sekvenováním RNA]] molekul či [[sekvenování proteinů|proteinů]].<ref name=molbio>{{citace monografie| url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?highlight=sequencing&rid=mboc4.section.1553| kapitola=Isolating, Cloning, and Sequencing DNA| titul=Molecular Biology of the Cell| vydání=4| vydavatel=GarlandScience; NCBI| jméno=Bruce |příjmení=Alberts| spoluautoři=Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter}}</ref> První sekvenování krátké sekvence DNA provedl v roce 1970 [[Ray Wu]] z [[Cornellská univerzita|Cornellské univerzity]]; tato sekvence se však skládala z pouhých 12 [[nukleová báze|nukleových bází]] a pocházela z okrajových regionů genomu [[virus|viru]] [[bakteriofág lambda|lambda]]. Práce Wuovi a jeho spolupracovníkovi trvala 3 roky.<ref name=genomics />

Průlom nastal v druhé polovině 70. let. V roce [[1975]] vyvinul svou sekvenační metodu [[Frederick Sanger]] a [[A. R. Coulson]].<ref name=dictionary /> [[Allan Maxam]] a [[Walter Gilbert]] vyvinuli další, poměrně rychlou metodu sekvenování DNA v roce 1977<ref name=dictionary /> a druhý jmenovaný dostal za svou vědeckou činnost v roce 1980 [[Nobelova cena|Nobelovu cenu]].<ref>http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1980/gilbert-autobio.html</ref> V počátcích sekvenování bylo možno osekvenovat za den jen několik tisíc nukleových bází a sekvenování celého genomu bylo velice náročné. Postupně však byly metody modernizovány a dnes má vědecká veřejnost k dispozici v databázích sekvence DNA čítající několik stovek miliard nukleových bází.<ref name=googlebook>{{citace monografie| titul = New high throughput technologies for DNA sequencing and genomics | jméno=Keith R. |příjmení=Mitchelson| rok= 2007 |strany= 381| url = http://books.google.cz/books?id=FHhXCH-ISicC}}</ref> Prvním zcela osekvenovaným genomem byl genom [[bakterie]] ''[[Haemophilus influenzae]]'', dnes však je k dispozici široké rozpětí genomů různých jiných organizmů.<ref name=molbio /> V roce 2001 byla zveřejněna první podoba [[lidský genom|genomu člověka]],<ref>{{Citace periodika | autor=McPherson JD, Marra M, Hillier L, ''et al.'' | titul=A physical map of the human genome | periodikum=Nature | ročník=409 | číslo=6822 | strany=934–41 | rok=2001 | měsíc=February | pmid=11237014 | doi=10.1038/35057157 | url=}}</ref><ref>{{Citace periodika | autor=Venter JC, Adams MD, Myers EW, ''et al.'' | titul=The sequence of the human genome | periodikum=Science (journal) | ročník=291 | číslo=5507 | strany=1304–51 | rok=2001 | měsíc=February | pmid=11181995 | doi=10.1126/science.1058040 | url=}}</ref> poslední data však byla publikována až v roce 2006.<ref>{{Citace periodika | autor=Gregory SG, Barlow KF, McLay KE, ''et al.'' | titul=The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1 | periodikum=Nature | ročník=441 | číslo=7091 | strany=315–21 | rok=2006 | měsíc=May | pmid=16710414 | doi=10.1038/nature04727 | url=}}</ref>

== Metody sekvenování ==
[[Soubor:GTCATAGCA in maxam gilbert sequencing.jpeg|thumb|Maxam–Gilbertova metoda. Z této elektroforézy je patrné, že sekvence DNA zní GTCATAGCA (čte se zespodu)]]
Bylo vyvinuto poměrně velké množství technik sloužících k sekvenování DNA, které se liší některými základními principy a dále především cenou a rychlostí. Dvěma základními metodami je tzv. [[Allan Maxam|Maxam]]-[[Walter Gilbert|Gilbertovo]] sekvenování a [[Frederick Sanger|Sangerovo]] sekvenování.<ref name=redei>{{citace monografie| titul = Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics| vydání=3rd Edition| příjmení= Rédei| jméno = George P.| vydavatel=Springer| rok=2008| isbn=978-1-4020-6753-2}}</ref><ref name=dictionary>{{citace monografie| titul = A Dictionary of Genetics, Seventh Edition | autor = ROBERT C. KING; WILLIAM D. STANSFIELD; PAMELA K. MULLIGAN | vydavatel = Oxford University Press| rok=2006}}</ref> Obě mají společné to, že využívají k roztřídění sekvencí [[elektroforéza|gelové elektroforézy]]; liší se však způsoby, jak tyto sekvence vznikají. Sangerova metoda je výhodnější zejména v tom, že se při ní do takové míry nemusí využívat toxické látky. Modernizací Sangerovy metody je také možné sekvenování zjednodušit či zrychlit (fluorescenční obarvování atd.).<ref name=genomics>{{citace monografie| titul = Genomics: The Science and Technology Behind the Human Genome Project | autor = Charles R. Cantor, Cassandra L. Smith|rok= 1999 | vydavatel=John Wiley & Sons, Inc.| isbn=0-471-59908-5}}</ref>

=== Maxam–Gilbertova metoda ===

Metoda, kterou vyvinuli [[Allan Maxam]] a [[Walter Gilbert]], se též označuje jako M&G nebo též „chemické sekvenování“. Vzorek obsahuje krátkou sekvenci DNA (a to jak [[dsDNA|dvouvláknovou]] či [[ssDNA|jednovláknovou]]), která je na svém 5' konci [[radioaktivita|radioaktivně]] označena [[fosfor]]em <sup>32</sup>P. Tento vzorek se rozdělí v klasickém případě na pět částí a každá je vystavena chemikáliím, které specificky štípají sekvenci DNA v místě, kde rozpoznají jistou nukleovou bázi. První z pěti nádob například obsahuje [[dimetylsulfát]] a [[piperidin]], načež se zahřátím rozštěpí sekvence v místě, kde je přítomen [[guanin]]. Druhá nádoba obsahuje [[hydrazin]] a piperidin, tyto chemikálie rozštípají DNA v místech, kde je [[cytosin]] nebo [[thymin]]. Tímto způsobem je v každé z pěti nádob docíleno různě dlouhých sekvencí DNA.<ref name=redei />

Všechny sekvence DNA se následně umístí vedle sebe do [[polyakrylamid]]ového gelu a spustí se [[elektroforéza]]. Tato metoda způsobí, že se v gelu seřadí všechny sekvence podle své délky: nejdále v gelu doputují ty nejkratší sekvence. Dalším krokem je vystavení tohoto gelu [[rentgenové záření|rentgenovému záření]], čímž jsou všechny sekvence s 3' koncem označeným radioaktivním fosforem najednou v gelu patrné jako svítící proužky (metoda označovaná jako [[autoradiografie]]<ref>Stenesh, J. (1989): Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology (2nd Edition). John Wiley & Sons.</ref>). Nakonec se podle pozice těchto proužků ve srovnání s ostatními proužky vyhodnocuje, jaké bylo původní řazení nukleových bází ve vzorku DNA.<ref name=redei />

=== Sangerova metoda ===
[[Soubor:Sequencing.jpg|thumb|left|upright=0.5|[[Elektroforéza]], na níž je patrný výsledek Sangerova sekvencování]]
Sangerova metoda (též označována jako metoda „plus a mínus“, „dideoxy“ metoda či metoda „primed synthesis“) je použitelná k sekvenování krátké sekvence jednovláknové DNA. Ve své podstatě využívá biologického procesu [[replikace DNA]]. Vybraná sekvence se vloží do reakční směsi, jež obsahuje vhodný radioaktivně označený [[primer]] (α-P<sup>32</sup>-dATP), [[DNA polymeráza|DNA polymerázu]] ([[Taq polymeráza|Taq]] či [[T7 polymeráza|T7]] polymeráza), zásobu čtyřech esenciálních [[deoxyribonukleotid]]ů ([[dATP]], [[dGTP]], [[dCTP]], [[dTTP]]), ale navíc také jeden ze čtyř [[dideoxynukleotid]]ů. Dideoxynukleotid je schopen se začlenit do replikující se DNA, ale následně zastaví elongaci řetězce, protože nemá [[OH skupina|OH skupinu]], na níž by se připevnil další nukleotid. Každý dideoxynukleotid se vloží do jedné ze čtyř nádob se vzorkem a všechny replikované sekvence v dané nádobě tedy zákonitě skončí dideoxynukleotidem svého typu.<ref name=redei />

Výsledkem je směs různě dlouhých sekvencí DNA, které začínají radioaktivním primerem a končí daným dideoxynukleotidem. Když se seřadí na [[elektroforéza|elektroforéze]] (podobně jako u metody Maxam–Gilbert) podle délky, můžeme snadno porovnáním čtyřech vedle sebe umístěných elektroforetických gelů zjistit, jak za sebou následovaly nukleové báze ve zkoumané sekvenci DNA.

Sangerova metoda má mnoho alternativ. Podle jednoho protokolu se do nádob nepřidávají [[dideoxynukleotid]]y, nýbrž vždy všechny [[deoxynukleotid]]y (dNTP) vyjma jednoho – syntéza dané sekvence skončí tehdy, následuje–li právě ta nukleová báze, která není k dispozici v reakční směsi. „Plus“ metoda zase pracuje v každé nádobě pouze s jedním deoxynukleotidem – sekvence se vytvoří tehdy, je–li na řadě právě tento deoxynukleotid.<ref name=dictionary /> Revolučním krokem je další metoda, která zase využívá [[fluorescence|fluorescenční]] barviva navázaná na jednotlivé dideoxynukleotidy. Tato metoda je však v principu opět podobná Sangerovu původnímu protokolu – prodlužování sekvence skončí, když se naváže jeden z dideoxynukleotidů. Má však výhodu v tom, že je možné místo čtyř zkumavek použít jenom jedinou, protože při elektroforéze jsou jednotlivé nukleové báze označené různými fluorescenčními barvami. Tato tzv. [[kapilární elektroforéza]] může být do velké míry automatizována a tedy velice zrychlena.<ref>http://apendix.bf.jcu.cz/Dolezal/vyuka/dna/molbio2.htm</ref>

=== Pyrosekvenování ===
[[Soubor:Pyrogram1.jpg|thumb|Výstup programu po proběhlém pyrosekvenování]]
Pyrosekvenování ([[angličtina|angl]]. ''pyrosequencing'') je jedna z novějších metod sekvenování DNA. Je sice (podobně jako Sangerova metoda) založena také na syntéze nových sekvencí DNA, ale liší se způsobem, jak je detekováno začlenění daného nukleotidu (nevyžaduje [[elektroforéza|elektroforézu]]).<ref>{{Citace elektronické monografie | url=http://www.nature.com/nrg/journal/v6/n11/glossary/nrg1709_glossary.html | titul=Definition of pyrosequencing from the Nature Reviews Genetics Glossary | datum přístupu=2008-10-28 }}</ref> Pyrosekvenování vyvinul v roce 1996 ve [[Stockholm]]u profesor [[Pål Nyrén]] se svým studentem [[Mostafa Ronaghi|Mostafou Ronaghi]].<ref name=RonachiScience>{{Citace periodika| autor=Ronaghi et al. | titul=A sequencing method based on real-time pyrophosphate | periodikum=Science | datum=1998-07-17| ročník=281| strany=363 | url= http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/281/5375/363 | pmid=9705713| strany=363| doi=10.1126/science.281.5375.363}}</ref><ref>{{Citace periodika| autor=Ronaghi et al.| titul=Real-time DNA sequencing using detection of pyrophosphate release| periodikum=Analytical Biochemistry| rok=1996 | ročník=242 | strany=84-89 | pmid=8923969| strany=84| doi= 10.1006/abio.1996.0432}}</ref><ref>{{Citace periodika| autor=Nyrén, P. | titul=The History of Pyrosequencing| periodikum=Methods Mol Biology | rok=2007| ročník=373| pmid=17185753| strany=1–14}}</ref> Ve směsi pro pyrosekvenování musí být přítomno velké množství enzymů, mimo [[DNA polymeráza|DNA polymerázy]] ještě [[ATP sulfuryláza]], [[luciferáza]] a [[apyráza]]; ze substrátů pak [[adenosinfosfosulfát]] a [[luciferin]]. Do této směsi jsou postupně vkládány nukleotidy různých typů ([[dATP]], [[dGTP]], [[dCTP]], [[dTTP]]). Když se po přidání jednoho z nich uvolní [[Světlo|světelné záření]], znamená to, že se do vznikajícího řetězce začlenil jeden nebo více nukleotidů tohoto typu. Toto světlo zde vzniká v důsledku enzymatické reakce, na jejímž začátku je uvolnění [[pyrofosfát]]u z nově začleněného nukleotidu a na jejímž konci je spotřeba vzniklého [[adenosintrifosfát|ATP]] luciferázou k [[oxidace|oxidaci]] luciferinu (viz [http://www.pyrosequencing.com/DynPage.aspx?id=7454 video] na stránkách výrobce).<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.pyrosequencing.com/DynPage.aspx?id=7454| titul = Principle of Pyrosequencing Technology| vydavatel=Qiagen}}</ref>

=== Nejnovější metody ===
Samozřejmě se neustále objevují nové metody, které slibují zefektivnění, zjednodušení, urychlení či zpřesnění DNA sekvenování, aby bylo schopné přečíst co nejrychleji velké genomy (viz následující kapitola). K těmto „výstřelkům“ patří například:
* 454 sekvenování (též „polony sequencing“) zkomercionalizovala firma [[454 Life Sciences]]. Využívá pyrosekvenování, ale předtím, než k samotnému sekvenování dojde, jsou jednotlivé fragmenty DNA umístěny na [[streptavidin]]ový substrát a každý z těchto fragmentů je umístěn do speciálního [[pikolitr]]ového reaktoru. Paralelně probíhá obrovské množství sekvenovacích procesů najednou a výsledek je čten počítačem.<ref name=Margulies>{{Citace periodika | autor=Margulies M, Egholm M, Altman WE, ''et al'' | titul=Genome sequencing in microfabricated high-density picolitre reactors | periodikum=Nature | ročník=437 | číslo=7057 | strany=376–80 | rok=2005 | měsíc=September | pmid=16056220 |pmc=1464427 | doi=10.1038/nature03959 }}</ref><ref name=polony_sequencing>{{Citace periodika
| doi = 10.1126/science.1117389 | titul = Accurate Multiplex Polony Sequencing of an Evolved Bacterial Genome | rok = 2005 | autor = Shendure, J. | periodikum = Science | ročník = 309 | strany = 1728 }}</ref><ref name=solid_sequencing>[http://solid.appliedbiosystems.com/ Applied Biosystems' SOLiD technology]</ref>
* SMRT (Single molecule real-time) je metoda, která sleduje v reálném čase probíhající [[replikace DNA|replikaci]] molekuly DNA, a to ve velmi drobné nádobce o objemu 20 zeptolitrů, kde je umístěno pouze 1 vlákno DNA a jediná [[DNA polymeráza]]. Jednotlivé báze jsou fluorescenčně obarvené a když se začlení do prodlužujícího se řetězce DNA, jejich fluorescenční barvivo se uvolní a vydá intenzivní záblesk. Tento záblesk je zachycen detektory a vyhodnocen jako odpovídající nukleotid.<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.pacificbiosciences.com/index.php?q=smrt-technology-at-a-glance| vydavatel=Pacific Biosciences| titul= SMRT™ Technology At a Glance}}</ref>
* Technologie [[nanopór]]ů využívají velmi tenkých otvorů na molekulární úrovni, jimiž prochází zkoumaný řetězec DNA. V nanopóru jsou navíc umístěny drobné [[elektroda|elektrody]]. Tím, jak každý ze čtyř nukleotidů ovlivňuje svým vlastním specifickým způsobem proud [[elektron]]ů mezi elektrodami, je možné velmi rychle určit pořadí procházejících nukleotidů.<ref name=googlebook />

== Sekvenování genomu ==
{{podrobně|Seznam osekvenovaných genomů}}
Genomy jsou zpravidla velmi rozsáhlé a jejich sekvenování nukleotid po nukleotidu není ani při použití nejmodernějších postupů otázkou okamžiku. Dalším omezením je cena: sekvenování lidského genomu (Human Genome Project) stálo téměř tři miliardy amerických dolarů,<ref>http://www.genome.gov/11006943</ref> nově [[patent]]ované technologie se však snaží srazit tuto částku na 100 000 dolarů, v některých případech dokonce na pouhých 1000 dolarů.<ref name=googlebook /> Běžné sekvenovací metody navíc využívají obvykle seperaci pomocí [[elektroforéza|elektroforézy]], a tak dokážou přečíst na jeden zátah pouze několik stovek<ref name=alberts>{{citace monografie| příjmení=Alberts | jméno=Bruce| spoluautoři = et al| vydání = 2 | titul = Essential Cell Biology | vydavatel = Garland Science| rok=2004 | místo=New York}}</ref> (udává se 300–800<ref name=kfrserver>{{citace elektronické monografie| url = http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prednasky/molgen/genomika.ppt| titul=Genomika| vydavatel=Katedra fyziologie Přírodovědné fakulty UK v Praze}}</ref>) nukleových bází. Existuje však několik strategických metod, jak přečíst toto obrovské množství genetického materiálu:

* „Whole–genome shotgun“ metoda – při této metodě se genom rozštípe na náhodně velké fragmenty, každý z nich se osekvenuje a následně se tyto sekvence seřadí (pomocí [[počítač]]ového [[software|softwaru]]). Toto seřazení však komplikují různé [[repetitivní DNA|repetitivní úseky]].<ref name=alberts /> Navíc je nutné celý genom v podstatě osekvenovat několikrát (asi 7–9krát<ref name=kfrserver />), aby jednotlivé sekvence dostatečně přesahovaly a bylo možné podle těchto přesahů sestavit genom.
* BAC sekvenování („Clone-by-clone“) – využívá se tzv. [[BAC]] [[plazmid]]ů (BAC – ''bacterial artificial chromosome''). Postup je poněkud opačný, než u předchozí metody. Nejprve se vytvoří jakási mapa celého genomu, jež rozdělí tento genom na sekvence o délce asi 150 000 párů bází, každá jednotlivá sekvence se vloží do bakterie v podobě uměle připraveného plazmidu, načež se jednotlivé klony mohou sekvenovat – a to vlastně shotgunovou metodou v malém měřítku. Výhodou je, že u této metody odpadá často složitá práce se seřazováním obrovského množství sekvencí, jako u předchozí metody.<ref name=alberts />

== Rychlost sekvenování ==
Vhodným měřítkem k porovnávání rychlosti jednotlivých metod sekvenování DNA je [[lidský genom]]. Před deseti lety trvalo [[Celera Genomics]] a [[Human Genome Project|HGP]] několik let, než přečetli genom člověka. V roce 2008 byl genom [[James Watson|Jamese Watsona]] přečten za pouhých několik měsíců. Nové technologie, které se pomalu dostávají do ruky vědcům, slibují, že bude již brzy možné stejnou práci vykonat v řádu minut.<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.scienceblog.com/cms/15-minute-genome-2009-industrial-physics-forum-features-faster-cheaper-genome-sequencing-23428.html| titul = The 15-Minute Genome 2009 Industrial Physics Forum features faster, cheaper genome sequencing (tisková zpráva)| rok=2009}}</ref> [[Archon X Prize]] je ocenění spojené s finanční prémií 10 milionů dolarů, které získá tým, jež bude schopen s dostatečnou přesností osekvenovat 100 lidských genomů během 10 dní, a to za cenu nanejvýš 10 000 dolarů na jeden osekvenovaný genom.<ref>[http://genomics.xprize.org/genomics/archon-x-prize-for-genomics/prize-overview "PRIZE Overview: Archon X PRIZE for Genomics"]</ref>

== Využití ==
[[Soubor:Eukaryota tree.png|thumb|[[Fylogenetický strom]] všech [[eukaryota|eukaryotických]] organizmů je konstruován právě srovnáváním částí DNA, které jsou nejprve osekvenovány]]
Sekvenování DNA má množství aplikací ve [[věda|vědě]], [[medicína|medicíně]] i například v [[zemědělství]]. Sekvenují se celé genomy, případně jenom některé části, které mají pro daný obor význam. Například pro studium [[evoluce|evolučního]] vývoje organizmů se zpravidla sekvenuje DNA, jež kóduje [[rRNA|ribozomální RNA]]. V [[kriminalistika|kriminalistice]] zase mají význam [[repetitivní DNA|repetitivní]] oblasti DNA zvané [[mikrosatelit]]y. Někdy se sekvenují jen ty části genomu, které kódují [[gen]]y: tato filosofie se nazývá [[expressed sequence tag|EST]] (expressed sequence tag).

V lékařství slibuje sekvenování DNA například revoluci v diagnostice chorob a časnému zjištění náchylnosti jedince k určitým nemocem ([[rakovina]], [[kardiovaskulární onemocnění]]). Usnadňuje se také výroba léků – vědci mohou zacílit lék proti konkrétnímu produktu konkrétního genu. Podle [[genotyp]]u jedince může být vybírán správný léčebný postup. Pokud bude zjištěna jistá genetická porucha, nabízí se v budoucnosti rovněž možnost [[genová terapie|genové terapie]].<ref name=georgemason />

Ve [[fylogenetika|fylogenetice]] představuje DNA sekvenování možnost studovat [[fylogeneze|fylogenezi]] (evoluční vývoj) organizmů. [[Antropologie]] zase využívá srovnávání DNA k zjišťování migrací [[lidská rasa|lidských ras]] (zejména podle [[mitochondriální DNA]] a [[Y chromozom|Y-chromozomální DNA]]). Ve [[forenzní]]ch vědách může osekvenovaná DNA působit jako důkaz něčí viny či neviny v zločinu, dá se pomocí ní určit [[otcovství]] a podobně. V zemědělství představují DNA technologie celou plejádu nových možností včetně různých [[geneticky modifikovaný organismus|geneticky modifikovaných]] plodin.<ref name=georgemason>{{citace elektronické monografie| url = http://bioinformatics.gmu.edu/dseto/LecturesBINFmiscOct05/06bDNASeq_Applied102005.ppt| titul = DNA sequencing
“the technology lecture” | vydavatel=George Mason University; Department of Bioinformatics and Computational Biology}}</ref>

=== Související články ===
* [[Sekvenátor]]
== Reference ==
<references />

{{Článek z Wikipedie}}
[[Kategorie:Genom]]
[[Kategorie:Biochemie]]
[[Kategorie:Genetické metody]]