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Descodificación de la secuenciación genética: ¿cómo la tecnología NGS genera miles de millones de secuencias en una sola ejecución?
Con el rápido desarrollo de la genómica, la tecnología de secuenciación de próxima generación (NGS) se ha convertido en una herramienta extremadamente importante. Desde su comercialización en 2005, NGS ha transformado la forma en que la comunidad científica estudia el genoma. La clave de esta tecnología es su capacidad de generar miles de millones de secuencias de ADN en una sola ejecución, mejorando enormemente la eficiencia y la rentabilidad de la secuenciación genética.
La secuenciación paralela masiva, o secuenciación de próxima generación (NGS), se refiere a una variedad de tecnologías de secuenciación de ADN de alto rendimiento que utilizan el concepto de procesamiento paralelo a gran escala para analizar secuencias de ADN.
El proceso de funcionamiento de la tecnología NGS se divide principalmente en varios pasos: primero, los fragmentos de ADN de diferentes fuentes se convierten en bibliotecas de secuenciación a través del método PCR; luego, la secuencia se determina por síntesis, que es fundamentalmente diferente de la secuenciación en cadena tradicional. método de terminación.la diferencia. En los sistemas NGS, las plantillas DBA están separadas espacialmente en la celda de flujo y se secuencian simultáneamente en paralelo. Esta arquitectura permite generar cientos o miles de gigabases de secuencias en una sola ejecución.
Esta tecnología no sólo reduce significativamente el coste de secuenciar cada genoma, sino que también cambia el enfoque de la secuenciación del genoma en las ciencias biomédicas.
Con el rápido desarrollo de la tecnología de secuenciación de próxima generación, han surgido en el mercado diversas plataformas diferentes, cada una con sus propias especificaciones técnicas y aplicaciones únicas. Dados los rápidos cambios en las plataformas NGS, los tiempos de ejecución de estas tecnologías y el rendimiento por ejecución se ajustan constantemente.
En términos de preparación de plantillas, la NGS se puede realizar a través de dos métodos: uno es la plantilla de una sola molécula de ADN amplificada y el otro es el uso directo de una plantilla de una sola molécula de ADN. Entre ellos, la PCR de látex (emPCR) y la amplificación por círculo rodante son los métodos de amplificación de plantilla más comunes.
En la PCR de látex, primero se prepara una biblioteca de ADN fragmentando aleatoriamente el ADN genómico para generar fragmentos de ADN monocatenario, que luego se unen a microperlas con adaptadores o conectores para su amplificación.
Con el avance de la tecnología, muchas plataformas NGS han comenzado a utilizar la tecnología de amplificación de círculo rodante en cuadrícula, que logra y captura la amplificación de moléculas de ADN individuales en puntos de cuadrícula que son más pequeños que el ADN. Esta tecnología no sólo es segura, sino que también mejora aún más la precisión de la secuenciación.
En términos de métodos de secuenciación, los sistemas NGS generalmente utilizan secuenciación de síntesis, secuenciación de luz focal y química de terminación reversible, cada una de las cuales tiene sus propias características. Algunos métodos, como la síntesis, obtienen información de la secuencia detectando adiciones de nucleótidos por la ADN polimerasa durante la síntesis de ADN.
Esta tecnología permite rastrear las secuencias de un gran número de muestras al mismo tiempo, aumentando significativamente la cantidad de datos que podemos obtener.
Para los investigadores que buscan una mayor precisión, la tecnología de secuenciación en tiempo real de Pacific Biosciences es, sin duda, una innovación a la que vale la pena prestar atención. Esta tecnología puede lograr una precisión extremadamente alta al obtener imágenes de la incorporación continua de nucleótidos marcados con colorante durante la síntesis de ADN.
La fuerza impulsora principal de la tecnología NGS reside en su escalabilidad y características de alto rendimiento, lo que hace que sus escenarios de aplicación en arqueología, diagnóstico médico y otras ciencias biológicas sean más amplios. Sin embargo, a medida que la tecnología continúa desarrollándose, ¿puede esta tecnología realmente lograr posibilidades de secuenciación ilimitadas?
