جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الأحياء · المسرد

ما معنى التسلسل المتوازي الواسع؟

تعريف 4.2 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 4 — الجينوميات والتسلسل

تقرأ أجهزة الجيل الثاني ملايين إلى مليارات القطع دفعةً واحدة. ففي التسلسل بالتركيب تُربط القطع، وقد وُصلت بها مهايئات عند نهاياتها، بخلية تدفق زجاجية وتُضخَّم في موضعها عناقيدَ من جزيئات متطابقة؛ ثم تُستطال العناقيد قاعدةً واحدة في كل دورة بنوكليوتيدات متألقة محجوبة حجبًا عكوسًا، وتُصوَّر، ويُرفع الحجب، وتُستطال مجددًا، فتضيف كل دورة قاعدةً إلى قراءة كل عنقود. وطول القراءات 100 ⁧إلى⁩ 300bp100\text{ ⁧إلى⁩ }300\,\mathrm{bp}، وتؤخذ عادةً من طرفي القطعة (نهايتان مزدوجتان)، بمعدل خطأ نحو 10310^{-3} لكل قاعدة، ويعطي الشوط الواحد ما يصل إلى 101210^{12} قاعدة. أما أجهزة الجيل الثالث ذات القراءات الطويلة فتقرأ جزيئات مفردة بلا تضخيم: إما بمراقبة بوليميراز واحد وهو يدخل نوكليوتيدات متألقة في الزمن الحقيقي، وإما بتمرير DNA عبر مسام نانوي بروتيني وتسجيل التيار الأيوني الذي يعدّله كل تسلسل من القواعد على نحوه الخاص. والقراءات بطول 10 ⁧إلى⁩ 100kb10\text{ ⁧إلى⁩ }100\,\mathrm{kb} وأكثر تعبر التكرارات التي تعجز عنها القراءات القصيرة، بمعدل خطأ خام أعلى يخفضه التوافق.

يسارًا: خلية تدفق، وهي الشريحة الزجاجية التي تُنمّى عليها مليارات عناقيد DNA وتُقرأ قاعدةً في كل دورة. يمينًا: مسلسل بمسام نانوي بحجم الجيب يقرأ جزيئات مفردة بوصفها تغيرات في تيار أيوني. يسارًا: خلية تدفق، وهي الشريحة الزجاجية التي تُنمّى عليها مليارات عناقيد DNA وتُقرأ قاعدةً في كل دورة. يمينًا: مسلسل بمسام نانوي بحجم الجيب يقرأ جزيئات مفردة بوصفها تغيرات في تيار أيوني.
يسارًا: خلية تدفق، وهي الشريحة الزجاجية التي تُنمّى عليها مليارات عناقيد DNA وتُقرأ قاعدةً في كل دورة. يمينًا: مسلسل بمسام نانوي بحجم الجيب يقرأ جزيئات مفردة بوصفها تغيرات في تيار أيوني.

أمثلة

مثال 4.4 (كم يكفي)

عند c=5c = 5 تكون النسبة غير المسلسلة e5=0.7%e^{-5} = 0.7\,\% — أي في جينوم قدره 3.2Gb3.2\,\mathrm{Gb}، عشرون مليون قاعدة في عشرات الآلاف من الفجوات. وعند c=10c = 10 تصير 4.5×1054.5\times 10^{-5}، أي 150kb150\,\mathrm{kb} جملةً. وتُسلسل الجينومات البشرية عادةً عند c=30c = 30 لا بسبب فجوات التغطية (e301013e^{-30} \approx 10^{-13}) بل لأن كل قاعدة يجب أن تُقرأ مرات عدة على كل من الصبغيين لتُستدعى بثقة متغايرة اللواقح في مواجهة معدل خطأ قدره 10310^{-3} لكل قراءة. وتُسلسل الجينومات البكتيرية عند c=50c = 50100100 للسبب نفسه ولأن ذلك رخيص. وتبيّن الصيغة أيضًا ما لا تصلحه التغطية: فالتكرار الأطول من القراءة موضعٌ يتفرع عنده بيان التداخل، ولا يحله أي قدر من القراءات القصيرة. ولهذا وُجدت القراءات الطويلة.

اقرأ في الفصل ←