340 likes | 657 Views
DNA Sequencing. Sekuen DNA membawa informasi. Transcription. Translation. DNA. mRNA. Protein. Utas DNA. Ujung 5’. Ujung 3’. 2’-deoxyribose (sugar). C. A. C. T. T. T. A. G. A. G. C. G. Bases. A (adenine) komplementer dengan T (thymine).
E N D
Sekuen DNA membawa informasi Transcription Translation DNA mRNA Protein
Utas DNA Ujung 5’ Ujung 3’ 2’-deoxyribose (sugar) C A C T T T A G A G C G Bases A (adenine)komplementer denganT (thymine) C (cytosine)komplementer denganG (guanine)
C A C T T T A G A G C G T T T C C C G G A A A G DNA utas ganda
“Sequencing”merupakanmetodemenentukanurutanbasanukleotida, adenin, guanin, citosin, timinpadasepotong DNA. • Urutannukleotidamenentukanurutanasam amino, yang akhirnyamenentukanstruktur protein danfungsinya. • Perubahansekuens DNA dapatmengakibatkanperubahan protein ataumenyebabkanterbentuknya protein non fungsional Akibatnyadapatmenimbulkanefekmerugikanpadaorganisme
Terdapat dua teknik sequencing: Maxam & Gilbert, menggunakan chemical sequencing Sanger, menggunakandideoxynucleotides. Sequencing yang modern menggunakanprinsipteknik Sanger. • Metode Sanger menggunakan dideoxynucleotide triphosphates(ddNTPs) yang memiliki sebuah H pada karbon-3 dari gula ribosa. Yang normal memiliki OH pada deoxynucleotide triphosphates (dNTPs). • Dideoxynucleotides merupakan penghenti rantai. Dalam reaksi sintesis jika dideoxynucleotide ditambahkan dan bukan normal deoxynucleotide, sintesis akan berhenti karena 3’OH yang diperlukan untuk penambahan nukleotida berikutnya tidak ada.
DNA Sequencing A lot of modern DNA sequencing is based upon the following modified nucleotides. Metode Sanger dideoxy – ditemukan oleh Frederick Sanger memenangkan Nobel 1980
Metode Sanger memerlukan • DNA utas tunggal dalam jumlah cukup sebagai template DNA • Primer yang sesuai (sepotong kecil DNA yang berpasangan dengan template DNA dan berfungsi sebagai starting point untuk replikasi • DNA polymerase (enzim yang mengkopi DNA, menambahkan nukleotida baru ke ujung 3 dari template • Sejumlah nukeotida normal • Sejumlah kecil dideoxynucleotide yang dilabel (radioaktif atau dengan pewarna fluorescent)
Template DNA direplikasi melibatkan nukeotida normal tetapi secara random dideoxy (DD) nukleotida diambil (dipasangkan). • Penambahan dideoxy nukeotida menyebabkan reaksi berhenti • Hasilnya DNA dengan panjang yang bervariasi , masing-masing berhenti pada DDnukleotida tertentu yang dilabel. • Karena tiap panjang yang berbeda bergerak dengan kecepatan yang berbeda selama elektroforesis, maka urutannya dapat ditentukan.
DNA Sequencing Metode original dengan menggunakan radiolabeled DNA. Sejumlah kecil dideoxy nucleotides ditambahkan ke reaksi polymerase DNA.
DNA Sequencing 1.Terdapat lebih dari satu utas DNA dalam reaksi. 2. Tidak semua nukeotida adalah dideoxy.
DNA Sequencing 1.Terdapat lebih dari satu utas DNA dalam reaksi. 2. Tidak semua nukeotida adalah dideoxy. Sehingga multiple terminated products dihasilkan (tanda panah merah)
DNA Sequencing Digunakan fluorescently labeled dideoxy nucleotides (yang dapat digabungkan dalam satu tabung) dan dipisahkan dengan capillary electrophoresis dan dibaca dengan laser saat DNAs melewati jendela detektor. Komputer akan menghasilkan kromatogram seperti yang terlihat dibawah ini.
DNA sequencing Automated DNA sequencing – pada automated DNA sequencing, deoxynucleotide radioaktif tidak digunakan dan ke-4 reaksi dideoxy dikerjakan dalam satu tabung tunggal. Ini karena tiap ddNTPs dilabel dengan pewarna flourescent yang berbeda. Sehingga warna yang ada pada tiap fragmen yang disintesa korespon dengan warna yang berikatan pada dideoxynucleotide yang ditambahkan untuk menghentikan sintesis fragmen. Isi dari satu tabung reaksi dimasukkan ke satu jalur pada gel dan dielektroforesis.
DNA Sequencing Sebuah flourimeter dan komputer dihubungkan ke gel dan mendeteksi dan mencatat warna yang berikatan dengan fragmen saat mereka melewati gel. Urutan/sekuens ditentukan berdasarkan urutan warna yang keluar dari gel.
Inside the sequencer Capillary tubes Reagents Sample tray goes here
AACG AACG AAGG AACG | | | | | | | 1 mismatch - G GT GT A - TGC TGC AACG ATCG 2 gaps Perbandingan sequence DNA sequence alignment – memasangkan dua DNA sequences untuk memaksimalkan kesamaannya 1. AACG dan AACG 2. AAGG dan AACG 3. AACGGTATGC dan ATCGGGTTGC
AACG AACG AAGG AACG | | | | | | | - G GT GT A - TGC TGC AACG ATCG Best alignment – memasangkan dua sekuens dengan sesedikit mungkin jumlah mismatches dan gaps Score: tiap pasangan yang sama posisinya: +2; tiap mismatch/ gap: -1 score = 5 score = 16 score = 8
Sequence-alignment programs • BLAST: http://www.ncbi.nih.gov/BLAST/