Контиг

Контиг консенсусную (от contigious ) — это набор перекрывающихся сегментов ДНК, которые вместе представляют собой область ДНК . ^{[ 1 ]} В проектах секвенирования «снизу вверх» контиг относится к перекрывающимся данным последовательности ( чтения ); ^{[ 2 ]} В проектах секвенирования сверху вниз контиг относится к перекрывающимся клонам, которые образуют физическую карту генома, которая используется для управления секвенированием и сборкой . ^{[ 3 ]} Таким образом, контиги могут относиться как к перекрывающимся последовательностям ДНК, так и к перекрывающимся физическим сегментам (фрагментам), содержащимся в клонах, в зависимости от контекста.

Исходное определение контига

В 1980 году город ^{[ 4 ]} написал: Чтобы было проще рассказывать о наших данных, полученных методом дробового секвенирования, мы придумали слово «контиг». Контиг — это набор показаний геля, которые связаны друг с другом перекрытием их последовательностей. Все показания геля принадлежат одному и только одному контигу, и каждый контиг содержит по крайней мере одно показание геля. Показания геля в контиге можно суммировать для формирования непрерывной консенсусной последовательности, и длина этой последовательности равна длине контига.

Последовательность контигов

Контиг последовательности представляет собой непрерывную (не непрерывную) последовательность, полученную в результате повторной сборки небольших фрагментов ДНК, полученных с помощью стратегий секвенирования снизу вверх . Это значение контига соответствует первоначальному определению Роджера Стадена (1979). ^{[ 5 ]} «снизу вверх» Стратегия секвенирования ДНК предполагает разделение геномной ДНК на множество небольших фрагментов («низ»), секвенирование этих фрагментов, повторную сборку их обратно в контиги и, в конечном итоге, весь геном («вверх»). Поскольку современные технологии позволяют напрямую секвенировать только относительно короткие фрагменты ДНК (300–1000 нуклеотидов), перед секвенированием геномную ДНК необходимо фрагментировать на небольшие фрагменты. ^{[ 6 ]} В проектах секвенирования «снизу вверх» амплифицированная ДНК случайным образом разрезается на фрагменты подходящего размера для секвенирования. Последующие чтения последовательности, представляющие собой данные, содержащие последовательности небольших фрагментов, помещаются в базу данных. Программное обеспечение для сборки ^{[ 6 ]} затем ищет в этой базе данных пары перекрывающихся операций чтения. Сборка прочтений из такой пары (включая, конечно, только одну копию идентичной последовательности) приводит к более длинному непрерывному прочтению (контигу) секвенированной ДНК. Повторяя этот процесс много раз, сначала с начальными короткими парами прочтений, а затем используя все более длинные пары, являющиеся результатом предыдущей сборки, можно определить последовательность ДНК всей хромосомы.

Сегодня принято использовать технологию парного секвенирования оба конца более длинных фрагментов ДНК одинакового размера , при которой секвенируются . Здесь контиг по-прежнему относится к любому непрерывному участку данных последовательности, созданному в результате перекрытия чтения. Поскольку фрагменты имеют известную длину, известно расстояние между двумя концами чтения каждого фрагмента. ^{[ 7 ]} Это дает дополнительную информацию об ориентации контигов, построенных из этих чтений, и позволяет собирать их в каркасы в процессе, называемом каркасами .

Каркасы состоят из перекрывающихся контигов, разделенных промежутками известной длины. Новые ограничения, налагаемые на ориентацию контигов, позволяют размещать в геноме высокоповторяющиеся последовательности. Если одно концевое чтение имеет повторяющуюся последовательность, пока ее сопряженная пара находится внутри контига, ее расположение известно. ^{[ 7 ]} Оставшиеся промежутки между контигами в каркасах затем можно секвенировать с помощью различных методов, включая ПЦР-амплификацию с последующим секвенированием (для меньших промежутков) и методы клонирования BAC с последующим секвенированием для больших промежутков. ^{[ 2 ]}

Конфиги BAC

Контиг также может относиться к перекрывающимся клонам , которые образуют физическую карту хромосомы при нисходящего или иерархического секвенирования. использовании стратегии ^{[ 1 ]} с низким разрешением В этом методе секвенирования перед секвенированием создается карта , чтобы обеспечить основу для последующей сборки считываний последовательности генома. Эта карта определяет относительные положения и перекрытие клонов, используемых для секвенирования. Наборы перекрывающихся клонов, образующих непрерывный участок ДНК, называются контигами; минимальное количество клонов, образующих контиг, охватывающий всю хромосому, составляет путь мозаики, используемый для секвенирования. После выбора пути мозаики его составляющие BAC разрезаются на более мелкие фрагменты и секвенируются. Таким образом, контиги обеспечивают основу для иерархического упорядочения. ^{[ 3 ]}

Сборка карты контигов включает в себя несколько этапов. Сначала ДНК разрезается на более крупные фрагменты (50–200 КБ), которые клонируются в BAC или PAC BAC для формирования библиотеки . Поскольку эти клоны должны покрывать весь геном/хромосому, теоретически возможно собрать контиг BAC, покрывающий всю хромосому. ^{[ 1 ]} Реальность, однако, не всегда идеальна. Пробелы часто остаются, и первым результатом часто является каркас, состоящий из контигов и промежутков, покрывающий область карты. ^{[ 1 ]} Промежутки между контигами можно закрыть различными методами, описанными ниже.

Построение контигов БАК

Контиги BAC создаются путем выравнивания областей BAC с известным перекрытием с помощью различных методов. Одной из распространенных стратегий является использование картирования содержимого сайтов с тегами последовательностей (STS) для обнаружения уникальных сайтов ДНК, общих для BAC. Степень перекрытия грубо оценивается по количеству общих маркеров STS между двумя клонами, причем большее количество общих маркеров означает большее перекрытие. ^{[ 2 ]} Поскольку эта стратегия обеспечивает только очень приблизительную оценку перекрытия, часто используется анализ фрагментов рестрикционного дайджеста , который обеспечивает более точное измерение перекрытия клонов. ^{[ 2 ]} В этой стратегии клоны обрабатывают одним или двумя рестрикционными ферментами и полученные фрагменты разделяют с помощью гель-электрофореза . Если это два клона, они, скорее всего, будут иметь общие сайты рестрикции и, таким образом, будут иметь несколько общих фрагментов. ^{[ 3 ]} Поскольку количество общих фрагментов и длина этих фрагментов известны (длина оценивается путем сравнения с эталоном размера), степень перекрытия может быть определена с высокой степенью точности.

Промежутки между контигами

Пробелы часто остаются после первоначального построения контига BAC. Эти пробелы возникают, если проверенная библиотека бактериальных искусственных хромосом (BAC) имеет низкую сложность, то есть не содержит большого количества STS или сайтов рестрикции, или если определенные регионы были менее стабильны при клонировании хозяев и, следовательно, недостаточно представлены в библиотеке. ^{[ 1 ]} Если промежутки между контигами остаются после картирования ориентиров STS и снятия отпечатков пальцев ограничений, секвенирование концов контигов можно использовать для закрытия этих промежутков. Эта стратегия конечного секвенирования по существу создает новый STS, с помощью которого можно проверять другие контиги. Альтернативно, концевая последовательность контига может использоваться в качестве праймера для прохождения праймера через пробел. ^{[ 2 ]}

См. также

Городской пакет

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Грегори, С. Контиг Ассамблея . Энциклопедия наук о жизни, 2005.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Гибсон, Грег; Муза, Спенсер В. (2009). Учебник по геномной науке (3-е изд.). Синауэр Ассошиэйтс. п. 84. ИСБН 978-0-878-93236-8 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Уважаемый, Картирование генома PH . Энциклопедия наук о жизни, 2005. дои : 10.1038/npg.els.0005353 .
^ Стаден, Р. (1980). «Новый компьютерный метод хранения и обработки данных считывания геля ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 8 (16): 3673–3694. дои : 10.1093/нар/8.16.3673 . ПМК 324183 . ПМИД 7433103 .
^ Стаден Р. (1979). «Стратегия секвенирования ДНК с использованием компьютерных программ» . Исследования нуклеиновых кислот . 6 (7): 2601–2610. дои : 10.1093/нар/6.7.2601 . ПМК 327874 . ПМИД 461197 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Данэм, И. Секвенирование генома . Энциклопедия наук о жизни, 2005.
^ Перейти обратно: ^а ^б Фуллвуд М.Дж., Вэй С., Лю Э.Т. и др. (2009). «Секвенирование ДНК следующего поколения парных концевых меток (ПЭТ) для анализа транскриптома и генома» . Геномные исследования . 19 (4): 521–532. дои : 10.1101/гр.074906.107 . ПМЦ 3807531 . ПМИД 19339662 .

Внешние ссылки

[contig_assembly-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Грегори, С. Контиг Ассамблея . Энциклопедия наук о жизни, 2005.

[textbook-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Гибсон, Грег; Муза, Спенсер В. (2009). Учебник по геномной науке (3-е изд.). Синауэр Ассошиэйтс. п. 84. ИСБН 978-0-878-93236-8 .

[genome_map-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Уважаемый, Картирование генома PH . Энциклопедия наук о жизни, 2005. дои : 10.1038/npg.els.0005353 .

[4] Стаден, Р. (1980). «Новый компьютерный метод хранения и обработки данных считывания геля ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 8 (16): 3673–3694. дои : 10.1093/нар/8.16.3673 . ПМК 324183 . ПМИД 7433103 .

[5] Стаден Р. (1979). «Стратегия секвенирования ДНК с использованием компьютерных программ» . Исследования нуклеиновых кислот . 6 (7): 2601–2610. дои : 10.1093/нар/6.7.2601 . ПМК 327874 . ПМИД 461197 .

[genome_sequencing-6] Перейти обратно: ^а ^б Данэм, И. Секвенирование генома . Энциклопедия наук о жизни, 2005.

[pet-7] Перейти обратно: ^а ^б Фуллвуд М.Дж., Вэй С., Лю Э.Т. и др. (2009). «Секвенирование ДНК следующего поколения парных концевых меток (ПЭТ) для анализа транскриптома и генома» . Геномные исследования . 19 (4): 521–532. дои : 10.1101/гр.074906.107 . ПМЦ 3807531 . ПМИД 19339662 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]