Sequencing Larger Genomes

00:01 Um ein großes Genom zu sequenzieren, benötigen wir größere Chromosomen oder Plasmide. Plasmide können nur begrenzt Informationen speichern.

00:12 Sie sind klein und stellen in Bakterienzellen zusätzliche Informationsspeicher dar.

00:17 Daher haben wir künstliche Chromosomen entwickelt. Die ersten befanden sich in Hefen.

00:24 Anschließend folgten Chromosomen in Bakterien. Mittlerweile wird auch an menschlichen Chromosomen geforscht.

00:28 Bisher sind diese kreisförmig. Lineare Chromosomen sind bei der In-vitro-Kultivierung in Petrischalen bisher noch nicht stabil. Wir können Zellen zur Mitose und Zellteilung anregen, um künstliche Chromosomen zu produzieren. Wie bereits gesagt, wird daran gearbeitet, diese linear zu erstellen.

00:49 Künstliche Chromosomen können größere DNA-Mengen aufnehmen.

00:55 Das bietet die Möglichkeit, größere Genome, wie unser eigenes menschliches Genom, zu sequenzieren. Bei der Sequenzierung größerer Genome gibt es zwei Methoden, die bisher verwendet wurden.

01:16 Es gibt die Clone-by-clone Methode und die Schrotschuss-Sequenzierung.

01:21 Bei der Clone-by-clone Methode müssen weniger Fragmente zusammengefügt und angeordnet werden, da die Erstellung der Fragmente initial organisierter abläuft. Diese Methode wird bac-to-bac, Bakterium-zu-Bakterium oder Clone-by-clone Methode genannt. Wir haben unsere anfängliche Menge an Klonen und DNA-Fragmenten. Diese Fragmente werden weiter aufgespalten, indem sie in weitere Vektoren und Bakterien eingefügt werden.

01:51 Dadurch erhalten wir eine Art untergeordnete Bibliothek. Bildlich gesprochen betrachten wir verschiedene in Regalen angeordnete Bände von Enzyklopädien, anstatt nur die Regale als Ganzes zu betrachten.

02:07 Wir gehen also detaillierter vor, indem wir die Fragmente in einen zweiten Vektor einfügen und in kleinere Abschnitte zerschneiden. Dann können wir alle Fragmente eines Segments ordnen.

02:17 Das Gleiche machen wir mit den folgenden Segmenten. Anschließend können wir das gesamte lineare Chromosom zusammensetzen, indem wir alle Segmente zusammenfügen. Das gleicht einem Puzzle.

02:26 Wenn Sie im Internet DNA-Sequenzierung recherchieren, werden Sie eine Menge widersprüchlicher und verwirrender Informationen finden. Die clone-by-clone Methode ist unter verschiedenen Namen bekannt. Beispielsweise als hierarchische Sequenzierung oder bac-by-bac-Verfahren.

02:45 Die Übertragung findet zwischen zwei künstlichen bakteriellen Chromosomen statt.

02:51 Eine weitere Methode der Sequenzierung ist die Schrotschuss-Methode.

02:59 Diese wird heutzutage durch höhere Rechenleistung ermöglicht.

03:04 Anstatt wie bei der bac-by-bac-Methode Vektoren in weitere kleinere Vektoren mit kleineren Fragmente zu zerlegen, zerschneiden wir das Genom bei dieser Methode in Millionen kleiner Fragmente.

03:16 Das ist die Schrotschussmethode. Diese Methode benötigt hohe Rechenleistungen von Computern.

03:25 Da Computer heutzutage viel leistungsfähiger sind, können wir diese Methode anwenden. Im Wesentlichen passiert das Gleiche. Wir erstellen Fragmente.

03:36 Die Anordnung der Fragmente wird allerdings erschwert, da wir Millionen von Fragmenten erhalten und nicht wissen, von welchem größeren Segment diese entstammen.

03:47 Diese Arbeit erledigen heute Computer. Daher können wir DNA mit der Schrotschussmethode mittlerweile schneller sequenzieren. Zurzeit finden beide Methoden in der Genomforschung Anwendung.

04:02 Die Schrotschuss-Sequenzierung kann auch Whole-genome-shotgun-sequencing genannt werden.

04:09 Sie sollten verschiedene Bezeichnungen kennen, wenn Sie sich mit der DNA-Sequenzierung beschäftigen. In dieser Lektion habe ich Ihnen eine kurze Einführung in die vielfältigen Möglichkeiten der Genkartierung gegeben. Es gibt physikalische und genetische Karten. Detailliertere Informationen erhalten wir durch Markierungsmethoden und letztendlich durch DNA-Sequenzierung. Inzwischen sollten Sie in der Lage sein, genetische und physikalische Karten zu unterscheiden und den Prozess der DNA-Sequenzierung zu beschreiben.

04:44 Das ist die Didesoxymethode nach Sanger. Sie sollten zudem sowohl die Clone-by-clone-Sequenzierung als auch die Schrotschuss-Sequenzierung charakterisieren können. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

04:57 Ich freue mich darauf, Sie in unserer nächsten Lektion zur Genomforschung wiederzusehen.