Kas yra šautuvo metodas genetikoje?

Sraigtinio ginklo metodas naudojamas ilgoms dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) molekulės grandinėms sekti. Jis remiasi kitu DNR sekos nustatymo metodu, vadinamu grandinės nutraukimo metodu. Taikydami šautuvo metodą, mokslininkai seka DNR grandinės dalis ir naudoja rezultatus, kad sukurtų ištisinę seką.
Sekos nustatymas yra molekulės atominės sudėties ir cheminių ryšių, jungiančių tuos atomus, tyrimas. DNR sekos nustatymas naudojamas tam tikrų molekulių atsiradimo tvarkai nustatyti. Šios molekulės vadinamos nukleotidais. Keturios nukleotidų bazės yra adeninas, guaninas, citozinas ir timinas.

Vienas iš ilgų DNR grandžių sekos nustatymo būdų yra šautuvo metodas. Šiuo metodu DNR suskaidoma į atsitiktinius fragmentus. Tada gauti segmentai suskirstomi naudojant metodą, vadinamą grandinės užbaigimo metodu. Grandinės nutraukimas yra pasirinktas trumpų DNR sekų metodas. Jame naudojama nedaug stiprių cheminių medžiagų ir mažesnis radioaktyvumo kiekis nei kiti trumpos sekos metodai.

Taikant grandinės nutraukimo metodą, DNR grandinė yra padalinta į keturias sekos nustatymo reakcijas. Kiekviename iš jų yra visi keturi nukleotidai ir fermentas, kuris veikia kaip katalizatorius, vadinamas DNR polimeraze. Tada į kiekvieną sekos nustatymo reakciją pridedamas dideoksinukleotidas, kuris iš esmės yra nukleotidas, kuriam trūksta cukraus sekos dalies. Apdoroję šias reakcijas, mokslininkai gali jas atvaizduoti ir nuskaityti DNR seką.

Atliekant DNR sekos nustatymo šautuvo metodą, visa tai vyksta kelis kartus, naudojant skirtingus atsitiktinius DNR fragmentus. Dėl to susidaro kelios sutampančios sekvenuotos DNR dalys. Tada kompiuterinė programa naudoja persidengiančias dalis, kad sukurtų ištisinę DNR seką.

Šautuvo metodo problema yra ta, kad DNR yra neįtikėtinai sudėtinga. Dažnai jame yra pasikartojančių sekų, kurios atrodo taip pat, bet sudaro skirtingas DNR dalis. Visas žmogaus DNR rinkinys, vadinamas žmogaus genomu, turi daugiau nei tris milijardus bazinių porų. Vienintelis būdas įsitikinti, ar pasikartojančių sekų išdėstymas yra teisingas, yra atlikti daugiau atsitiktinių nuskaitymų, kad kiekviena dalis būtų sekama kelis kartus. Net ir tokiu atveju pasitaiko klaidų.

Sekvenavimo šautuvas metodas buvo pažangiausias DNR sekos nustatymo būdas iki maždaug 2005 m. Nuo tada mokslininkai sukūrė naujos kartos sekos nustatymą, kuris veikia daug greičiau. Atskirų rodmenų tikslumas yra mažesnis nei naudojant šautuvų seką, tačiau mokslininkams tai kompensuoja tai, kad per trumpesnį laiką gali atlikti daugiau rodmenų.