DNA là cơ sở hóa học của gen. Phân tử DNA là một chuỗi xoắn kép của hai mạch đơn được cấu tạo từ 4 loại nucleotide khác nhau nhờ các base của chúng, đó là: A (adenine), C (cytosine), G (guanine) và T (thymine). Các nucleotide này nối kết liên tiếp với nhau theo một thứ tự xác định. Giải trình tự của gen tức là phát hiện được thứ tự sắp xếp của 4 loại nucleotide này trên phân tử DNA.
34 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 2529 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu PCR và giải trình tự, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
81
PCR và giải trình tự
Giải trình tự là gì?
DNA là cơ sở hóa học của gen. Phân tử DNA là một chuỗi xoắn kép của hai mạch đơn
được cấu tạo từ 4 loại nucleotide khác nhau nhờ các base của chúng, đó là: A (adenine),
C (cytosine), G (guanine) và T (thymine). Các nucleotide này nối kết liên tiếp với nhau
theo một thứ tự xác định. Giải trình tự của gen tức là phát hiện được thứ tự sắp xếp của 4
loại nucleotide này trên phân tử DNA.
Các phương pháp giải trình tự gene
1. Phương pháp hóa học giải trình tự DNA
Vào năm 1977, Maxam và Gilbert đã phát minh được một phương pháp hóa học
để có thể giải trình tự một đoạn DNA. Nguyên tắc của phương pháp này là: (1) Trước
hết là phải đánh dấu một đầu của đoạn DNA cần phải giải trình tự bằng một gốc
phospho đồng vị phóng xạ (32P); (2) Xử lý các đoạn DNA đã đánh dấu này với chất
hóa học có thể làm biến đổi đặc hiệu một hoặc hai loại base của nucleotide trên đoạn
DNA. Ví dụ, dimethylsulphate để biến đổi Guanine bằng các thêm một gốc methyl ở vị
trí nitrogen thứ 7 (N7), hydrazine làm biến đổi Thymine và Cytosine, hydrazine và
NaCl để làm biến đổi Cytosine, acid để làm biến đổi Guanine và Adenine, NaOH để
làm biến đổi Adenine và Cytosine với Adenine ưu tiên hơn Cytosine. Như vậy trong
giai đoạn này, phải dùng ít nhất 4 ống nghiệm và trong mỗi ống nghiệm, DNA được xử
lý với một lượng rất giới hạn của một trong các chất hóa học nêu trên để mỗi ống
nghiệm chỉ có chứa các đoạn DNA mà trên mỗi đoạn DNA này chỉ có một vị trí
nucleotide đặc hiệu với chất hóa học là bị biến đổi; (3) Các nucleotide bị biến đổi này
sẽ bị lấy ra khỏi mạch khung đường-phosphate (sugar-phosphate backbone) của đoạn
DNA và nhờ đó tách ra được các đoạn mạch đơn có một đầu đánh dấu 32P và một đầu
bị mất phân tử base vì phân tử này đã bị lấy ra khỏi mạch khung (hình 37). (4) Thực
hiện điện di mẫu DNA đã xử lý trong 4 ống nghiệm này trên 4 hàng của một gel
polyacrylamide biến tính để các mạch đơn trong mẫu di chuyển trong gel không bị biến
đổi trong quá trình điện di. Nhờ đó, sau khi hoàn tất điện di, các mạch đơn sẽ bị dừng
tại các vị trí khác nhau, tùy thuộc vào mạch đơn này dài ngắn khác nhau, theo hàng dọc
suốt chiều dài của gel. Áp gel đã điện di này trên một phim nhạy tia X, các vị trí dừng
82
lại của các mạch đơn trên gel điện di sẽ tạo thành các vạch trên phim vì các vị trí này
đều bị đánh dấu phóng xạ do các mạch đơn đều có một đầu được đánh dấu bằng 32P.
Từ các vạch trên phim xạ ký tự ghi này (autoradiography), có thể đọc được trình tự của
các nucleotide của đoạn DNA (hình 38).
Phương pháp hóa học xác định trình tự DNA của Maxam và Gilbert trên thực tế
không phải dễ thực hiện vì cần phải xác định khá nhiều thông số tối ưu cho thí nghiệm,
trong đó khó nhất là phải xác định được nồng độ giới hạn nhất của các chất hóa học sao
cho khi xử lý mẫu DNA thì trên mỗi đoạn DNA chỉ có một base bị biến đổi để ứng với
mỗi vị trí của base bị biến đổi thì sẽ có một mạch đơn có đầu đánh dấu 32P được tách ra.
Chính vì sự phức tạp này, phương pháp Maxam Gilbert hiện nay ít được sử dụng, mà
thay vào đó các nhà khoa học dùng phương pháp enzyme với nhiều ưu điểm vượt trội
hơn.
Mạch đơn DNA
32P A p G p C p T p T p T p G p A p G p G p A p C p G p A..
32P
32P
32P
32P
32P
Các mạch DNA
đơn có đầu bị
đánh dấu 32P
Hình 37: Các mạch đơn có một đầu đánh dấu với 32P và một đầu base Guanine bị lấy khỏi mạch khung do bị
biến đổi. Các mạch đơn này có chiều dài ngắn khác nhau tùy thuộc vào vị trí của Guanidine trên
đoạn DNA.
Hình 38: Hình xạ ký tự ghi trên phim nhạy tia X một gel polyacrylamide sau khi đã điện di. Các vạch là vị trí các
mạch đơn bị dừng lại sau điện di. Các vị trí này gần hay xa khởi điểm là tuỳ kích thước của mạch đơn
dài hay ngắn khác nhau. Từ các vạch này, đọc trình tự của đoạn DNA trong mẫu.
C
T+G
G
A>C
3’ 5’
G C C C A C T T C A G A A G A A A A A G G
83
2. Phương pháp enzyme giải trình tự DNA
Phương pháp enzyme được Sanger và các cộng sự phát minh cũng vào năm 1977,
và ngày hôm nay phương pháp này càng ngày càng được hoàn thiện và thực hiện dễ
dàng tại các phòng thí nghiệm. Nguyên tắc chung của phương pháp này có thể tóm tắt
như sau:
thêm
d*NTP, DNA
polymerase,
ddATP
GGAATGC
CCTTACG CATACGTGG
mồi GGAATGC
CCTTACG CATACGTGG
CGTAAGG*C*CdA
CGTAAGG*C*C*A*C*G*TdA
CGTAAGGdC
CGTAAGG*CdC
CGTAAGG*C*C*AdC
CGTAAGG*C*C*A*CdG
CGTAAGG*C*C*A*C*G*T*A *TdG
CGTAAGG*C*C*A*C*GdT
CGTAAGG*C*C*A*C*G*T*AdT
CGTAAGG*C*C*A*C*G*T*A *TdG
CGTAAGG*C*C*A*C*G*T*AdT
CGTAAGG*C*C*A*C*G*TdA
CGTAAGG*C*C*A*C*GdT
CGTAAGG*C*C*A*CdG
CGTAAGG*C*C*AdC
CGTAAGG*C*CdA
CGTAAGG*CdC
CGTAAGGdC
điện di trên gel
Chiều điện di
thêm
d*NTP, DNA
polymerase,
ddCTP
thêm
d*NTP, DNA
polymerase,
ddGTP
thêm
d*NTP, DNA
polymerase,
ddTTP
Hình 39: Phương pháp Enzyme giải trình tự DNA. Đoạn DNA được chèn vào một vector tại một vị trí biết rõ
trình tự, nhờ đó có thể tổng hợp được các mạch đơn có một đầu là mồi, một đầu là các nucleotide
tận. Trong hình các nucleotide đánh dấu * là các nucleotide được dánh dấu 35S, nhờ vậy các mạch
đơn được đánh dấu.
84
Trước hết chèn các đoạn DNA cần phải xác định trình tự vào một vector là phage
hay plasmid tại một vị trí mà trình tự chuỗi của vị trí này đã được xác định rõ. Chuyển
thể tức là đưa các vector mang đoạn chèn DNA này vào tế bào vi khuẩn để nhân bản
các vector này thành nhiều bản sao, sau đó tách chiết và tinh khiết các vector từ vi
khuẩn để thành các vector tự do.
Dùng các đoạn mồi bổ sung một cách đặc hiệu với trình tự của vector tại vị trí
chèn đoạn DNA. Thêm vào ống phản ứng men DNA polymerase và 4 loại nucleotide
tự do (gọi là dNTP: deoxynucleotide triphosphate) và một lượng rất giới hạn các
nucleotide tận (terminator, là ddNTP: dideoxynucleotide triphosphate, cũng như dNTP,
có 4 loại ddNTP tương ứng với 4 base A, T, C và G). Phản ứng được thực hiện trong 4
ống, và mỗi ống cho một loại ddNTP khác nhau. Bắt đầu từ đoạn mồi, men DNA
polymerase sẽ kéo các dNTP vào để tổng hợp mạch đơn bổ sung với mạch DNA chèn
trên vector, và sự tổng hợp mạch đơn sẽ bị dừng
lại tại vị trí mà ddNTP được kéo vào thay vì
dNTP. Lý do sự tổng hợp bị dừng lại là vì
ddNTP có cấu trúc hóa học bị mất đi gốc OH tại
vị trí carbon thứ 3 của đường deoxyribose, mà
gốc OH tại vị trí này chính là nơi để dNTP kế
tiếp được gắn vào. Nhờ vậy trong ống phản ứng
có các mạch đơn DNA có các chiều dài khác
nhau tương ứng với các vị trí trình tự các
nucleotide trên đoạn DNA gốc (hình 39).
Để giải trình tự, người ta dùng phương pháp
điện di trên gel polyacrylamide biến tính. Với
phương pháp đánh dấu mồi hay các dNTP bằng
đồng vị phóng xạ 32P hay 35S thì sau khi điện di,
cũng giống như phương pháp của Maxam và Gilbert, người ta phát hiện các vạch điện
di bằng kỹ thuật xạ ký tự ghi, và từ các vạch này giải được trình tự của đoạn DNA
(hình 40).
T 3’
C
G
C
A
G
T
C
C
T
A
G
C
T
T
A
G
C
G
G 5’
A C G T
Hình 40: Hình xạ ký tự ghi một kết quả giải
trình tự DNA trên gel
polyacrylamide. Từ kết quả này,
đọc được trình tự DNA
85
3. Giải trình tự bằng máy tự động (automated sequencer)
Các phòng thí nghiệm hiện nay đều dùng phản ứng giải trình tự bằng phương pháp
enzyme, nhưng khi làm giải trình tự thì thường dùng các máy tự động chứ không dùng
kỹ thuật xạ ký tự ghi như trước đây. Để thực hiện được giải trình tự bằng máy tự động
thì các mạch DNA đơn sản sinh trong ống phản ứng giải trình tự phải được đánh dấu
huỳnh quang để các vạch điện di của các mạch đơn này phát sáng khi đi qua một chùm
tia sáng laser. Cấu tạo của một máy tự động giải trình tự gồm hai phần chính yếu, đó
là: phần điện di với gel polyacrylamide và phần phát hiện các vạch điện di. Phần điện
Hình 41: Sơ đồ khối một máy tự động giải trình tư dùng bản gel polyacrylamide. Máy gồm hai phần: phần
điện di gel polyacrylamide, phần phát hiện các vạch điện di. Các vạch điện di được các con mắt cảm
quang phát hiện khi đi qua chùm tia laser và phát sáng lên. Tín hiệu được mắt cảm quang truyền về
máy tính để hiển thị thành các đỉnh cường độ sáng
A G C T T A C G G A C T A A T G C
Màu 1
Màu 2
Màu 3
Màu 4
Tia
LASER
Máy tính
Th i gian
Mắt cảm quang
86
di polyacrylamide có thể là một bản gel hay là một ống mao quản chứa gel. Phần phát
hiện vạch điện di là những con mắt cảm quang và một chùm tia laser đi qua trước nó.
Nguyên tắc hoạt động của máy là trong suốt quá trình điện di, mỗi khi có một vạch
điện di đi qua chùm tia laser thì vạch điện di sẽ phát sáng lên và sự phát sáng này sẽ
được con mắt cảm quang
ghi nhận và lưu lại thành
một đỉnh cường độ sáng
trong biểu đồ. Từ biểu đồ
của các đỉnh cường độ
sáng này, máy sẽ so dòng
của các đỉnh tương ứng
với các màu để cuối cùng
phân tích thành trình tự
của đoạn DNA (hình 41).
Với các máy thế hệ
mới sau này, người ta có
thể dùng 4 màu huỳnh
quang khác nhau để đánh
dấu 4 loại ddNTP, nhờ vậy
phản ứng giải trình tự có
thể thực hiện được chỉ
trong một ống nghiệm và
khi giải trình tự chỉ cần điện di trên một hàng mà không cần phải trên 4 hàng khác nhau
như trước đây (hình 42). Nếu dùng diện di mao quản thì tùy thuộc vào số mao quản có
thể chạy một lần mà người làm thí nghiệm có thể có số mẫu cho mỗi lần chạy nhiều
hay ít. Hình 43 là sơ đồ khối minh họa cho một giải trình tự 8 mao quản (CEQ8000,
hay CEQ8800). Tùy thuộc vào qui mô của phòng thí nghiệm cùng với số mẫu giải
trình tự mà phòng thí nghiệm có thể trang bị giải trình tự ít hay nhiều mao quản. Ví dụ
với ABI thì có nhiều loại: chỉ 1 mao quản, 4 mao quản, 16 mao quản, 48 mao quản, rồi
96 mao quản. Phòng thí nghiệm R&D của công ty Nam Khoa trước đây nhu cầu giải
trình tự không nhiều nên chỉ trang bị CEQ8000 có 8 mao quản (hình 44). Nhưng nay
GGAATGC
CCTTACGCATACGTGG
CGTAAGGCCdA
CGTAAGGCdC
CGTAAGGCCACdG
CGTAAGGCCACGTdA
CGTAAGGdC
CGTAAGGCCACGTA TdG
CGTAAGGCCAdC
CGTAAGGCCACGdT
CGTAAGGCCACGTAdT
*CGTAAGGCCACGTA TdG
*CGTAAGGCCACGTAdT
*CGTAAGGCCACGTdA
*CGTAAGGCCACGdT
*CGTAAGGCCACdG
*CGTAAGGCCAdC
*CGTAAGGCCdA
*CGTAAGGCdC
*CGTAAGGdC
thêm
dNTP, DNA
polymerase,
ddATP, ddTTP,
ddGTP, ddCTP
Chiều điện di
Hình 42: Với các ddNTP đánh dấu hùynh quang khác nhau, các đọan
trình tự tận cùng ở đầu 5’ sẽ được đánh dấu bằng 4 màu
hùynh quang khác nhau tương ứng với nuleotide tận là A,
hay T, hay C hay G. Chính nhờ vậy không cần phải thực
hiện phản ứng giải trình tự trong 4 ống phản ứng.
87
do nhu cầu nghiên cứu và dịch vụ ngày càng nhiều nên đã trang bị thêm ABI 3130XL
có đến 16 mao quản (hình 44).
Các thế hệ máy về sau ngày càng có những chương trình đi kèm để chẳng những
có thể hiển thị tự động các ký tự hoá học của trình tự DNA mà còn giúp các nhà nghiên
cứu có thể: (1) Phát hiện các chi tiết cần thiết trên trình tự như mã khởi đầu, mã kết
thúc, vùng đọc mở (ORF: Open Reading Frame), trình tự đặc hiệu cho các enzyme cắt
giới hạn (restriction enzyme), các dấu ấn di truyền...mà các chi tiết này rất cần thiết để
lập bản đồ gen...(2) Phiên dịch trình tự trong vùng đọc mở (tức là vùng trình tự có ý
nghĩa) thành trình tự acid amin của một protein, nhờ đó có thể xác định, phỏng đoán,
hay làm cơ sở ban đầu để hiểu được chức năng của gen...(3) Tự động so sánh trình tự
DNA trong thí nghiệm hay
một trình tự DNA nạp vào
máy, hay có thể trình tự acid
amin của protein, với các
trình tự khác đã có trong ngân
hàng dữ liệu để phát hiện
được sự tương đồng với trình
tự đã biết, nhờ đó làm cơ sở
để xác định gen và chức năng
gen...
Hình 44: Máy giải trình tự CEQ8000 có 8 mao quản của Beckman Coulter và ABI 3130XL có 16 mao quản
của Applied Biosystem được trang bị tại phòng thí nghiệm R&D của công ty Nam Khoa
Cực [-]
C
ự
c
[+
]
Laser
Cảm
quang
Điện thế cao
Mao
quản
C
ự
c
[+
]
C
ự
c
[+
]
Hình 43: Sơ đồ khối một máy diện di mao quản dùng giải trình tự DNA
88
PCR là công cụ giúp hoàn thiện và mở rộng phổ áp dụng kỹ thuật giải trình tự
PCR đã đóng góp rất nhiều vào công nghệ giải trình tự làm cho công nghệ giải trình tự
ngày càng dễ dàng hơn và thuận tiện hơn. Không chỉ vậy PCR còn làm cho giải trình tự
có nhiều ứng dụng hơn không chỉ trong nghiên cứu mà cả trong chẩn đoán nữa.
Trước khi có PCR thì người ta chỉ có thể giải trình tự các đoạn gene được cô lập và
chèn vào plasmid vì chỉ có như vậy thì mới có thể nhân bản được đoạn gene muốn giải
trình tự thành nhiều bản sao với số lượng đủ để chạy được phản ứng giải trình tự. Ngoài
ra, enzyme polymerase cũng là loại enzyme không chịu nhiệt nên phản ứng giải trình tự
chỉ thực hiện ở 37oC, do vậy mà vấn đề tối ưu các thành phần của phản ứng rất là khó
đồng thời hiệu quả của phản ứng giải trình tự cũng không cao.
Từ khi có sự ra đời của kỹ thuật PCR thì kỹ thuật giải trình tự cũng có những tiến bộ
rất vượt bực. Chỉ cần dùng PCR là có thể nhân bản đoạn gene muốn giải trình tự thành
hàng tỷ bản sao hoàn toàn giống hệt nhau và sản phẩm khuếch đại này có thể đưa vào
giải trình tự trực tiếp mà không cần phải chèn vào một plasmid giải trình tự nữa. Sự phát
minh ra kỹ thuật nhân bản DNA trong ống nghiệm bằng PCR cũng giúp cho việc cải tiến
phản ứng giải trình tự kém hiệu quả trước đây trở nên hiệu quả hơn nhờ áp dụng enzyme
polymerase giải trình tự bền với nhiệt độ để phản ứng giải trình tự được thực hiện qua các
chu kỳ nhiệt giống hệt PCR, mà ngày nay chúng ta gọi là phản ứng chu kỳ nhiệt giải trình
tự. Với phản ứng chu kỳ nhiệt giải trình tự thì hiệu quả phản ứng tốt hơn rất nhiều, đồng
thời tối ưu hóa các thành phần của phản ứng cũng dễ dàng hơn rất nhiều. Có thể nói
chính sự ra đời và hoàn thiện kỹ thuật PCR đã giúp tăng tốc kỹ thuật giải trình tự không
những trong vấn đề hoàn thiện nó, mà cả trong vấn đề phạm vi áp dụng.
Giải trình tự bộ gene người
1. Làm thế nào giải trình tự bộ gene người
Giải trình tự bộ gen người tức là giải trình tự toàn bộ thứ tự sắp xếp các nucleotide
A, T, C, và G của DNA trong 23 cặp nhiễm sắc thể tế bào người. Dự án giải trình tự bộ
gen người được Tiến Sĩ James Watson, cha đẻ của phát hiện cấu trúc DNA, đề ra từ
giữa thập niên 1980. Đến tháng 10 năm 1990, dự án được ra đời với kinh phí 3 tỷ Mỹ
kim do HGP (Human Genome Project) của Viện Quốc Gia Y Tế Hoa Kỳ lãnh đạo
cùng với sự tham gia của nhiều trung tâm nghiên cứu bộ gen người của nhiều quốc gia
89
trên thế giới. Do tiên đoán giá trị kinh tế mang lại từ việc giải mã thành công bộ gen
người sẽ rất lớn, nên đã có một số công ty sinh học chuyên về bộ gen người đã được
hình thành. Sự nhập cuộc của các công ty tư nhân này đã tạo nên một bầu không khí thi
đua cho việc khai phá bí mật về bộ gen của loài người chúng ta, càng gần đến những
ngày đến đích càng cực kỳ ngoạn mục. Trong cuộc chạy đua này, nhờ đã áp dụng một
phương pháp cực kỳ độc đáo kết hợp giữa công nghệ PCR, công nghệ giải trình tự
DNA với công nghệ tin học, nên chỉ với kinh phí khoảng 200 triệu mỹ kim, Tiến Sĩ
Crag Venter của Celera Genomics trở thành người dẫn đầu thành công nhất trong việc
giải trình tự được gần như hoàn toàn bộ gen người.
Cái khó khăn của việc giải trình tự bộ gene người là không thể nào tách từng đại
phân tử DNA của từng nhiễm sắc thể rồi đem giải trình tự đại phân tử DNA nguyên
vẹn này. Các nhà khoa học của HGP cũng như các trung tâm khác trên thế giới nghiên
cứu về bộ gen người thường cắt các đại phân tử DNA của nhiễm sắc thể một cách định
hướng theo bản đồ di truyền, rồi đem giải trình tự các đoạn cắt DNA này, và cuối cùng
tìm cách ghép nối chúng lại với nhau cho đúng vị trí của chúng trên đại phân tử DNA.
Phương pháp này đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian và công sức vì có nhiều khi các đoạn
cắt DNA quá lớn, rất khó giải trình tự cũng như khó cho kết quả giải trình tự chính xác.
Do đó, với mỗi một đoạn DNA các nhà khoa học phải thực hiện giải trình tự ít nhất là
7 lần để đảm bảo độ lặp lại. Chính vì vậy, với cách tiếp cận này, nhiều vị trí trên các
đại phân tử DNA vẫn không thể giải trình tự được mà từ đó các nhà khoa học của HGP
có thể hoàn tất việc xếp đúng vị trí các đoạn DNA đã giải trình tự trên đại phân tử
DNA của nhiễm sắc thể.
Tiến sĩ Crag Venter đã thực hiện một phương pháp giải trình tự bộ gen người một
cách hoàn toàn khác hẳn (hình 45). Trước hết ông cho tách chiết toàn bộ DNA nhiễm
sắc thể tế bào người rồi phá bung một cách không định hướng các đại phân tử DNA
thành các mảnh DNA nhỏ hơn. Đem giải trình tự tất cả các mảnh DNA nhỏ này. Cuối
cùng dùng những máy điện toán cực mạnh mà ông đã hợp tác với công ty ABI chế tạo
ra, dò tìm các đầu trùng lặp của các mảnh DNA nhỏ này để lắp nối vào đúng các vị trí
của chúng trên đại phân tử DNA của nhiễm sắc thể. Chính nhờ áp dụng chiến lược giải
trình tự này mà Celera Genomics đã giải trình tự rất nhanh các mảnh DNA, chỉ cần lặp
lại cho mỗi mảnh DNA có 5 lần, và đã xếp đúng gần như hầu hết vị trí của các mảnh
90
DNA đã giải trình tự trên đại phân tử DNA của nhiễm sắc thể. Hơn thế nữa, TS. Crag
Venter cũng tuyên bố công ty đã triển khai một kỹ thuật mới có thể làm cho phương
pháp giải trình tự bộ gen của công ty, vốn dĩ đã là phương pháp nhanh nhất rồi, trở
thành nhanh hơn nữa. Cuối năm 2000, Celera Genomics đã hoàn thành việc giải trình
tự bộ gen của chuột với 2.3 tỷ “ký tự hóa học” trong đó có rất nhiều tương đồng với bộ
gen người, nhờ vậy sẽ giúp các nhà khoa học dễ dàng hơn trong việc truy tìm các chức
năng của các gen.
2. Kết quả giải trình tự bộ gene người
Sau gần 10 năm nghiên cứu
thực hiện với những năm càng về
sau càng sôi động không khí thi
đua do sự nhập cuộc của các công
ty tư nhân, ngày 26 tháng 6 năm
2000, tại Tòa Bạch Ốc với sự
hiện diện của Tổng Thống Hoa
Kỳ Bill Clinton, hai khoa học gia
Mỹ là Tiến Sĩ Crag Venter đại
diện cho Celera Genomic và Tiến
Sĩ Francis Collins đại diện cho
HGP (HGP: Human Genome
Project) của NIH (NIH: National
Institute of Health) công bố một
cách long trọng là chương trình
giải trình tự bộ gen người đã
hoàn tất. Đây chính là một thời
khắc lịch sử cực kỳ quan trọng và
đáng nhớ của nhân loại, đánh dấu
ngày nhân loại đã có trong tay
một bản đồ sinh học cần thiết để
bước vào kỷ nguyên mới với
nhiều hứa hẹn các thành tựu vĩ
c a g g c a t t t c c a g c
g g c g g c g g a g c
a g
c g a g c g g c g g
c c a g c a g t
g a g g a g a
c a g c
c c a g c a g t
g a g g a g a
c a g c
c g a g c g g c g g
g g c g g c g g a
g c a g
c a g g c a t t t c c
a g c
c g a g c g g c g g c
g g a g c a g g c a t t
t c c a g c a
g t g a g g a
g a c a g c t g t a c
ccgtcaaccggagtta
acgttct
DNA từ mhiễm sắc thể
được phá bung thành
nhiều mãnh nhỏ
Các mãnh DNA nhỏ
được giải trình tự
Các mãnh DNA nhỏ được chương trình phân tích
tự động tìm các đầu trùng lặp, nhờ đó tái hiện
được trình tự của đại phân tử DNA
Hình 45:
Phương pháp giải trình tự bộ gen người của công ty Celera
Genomics: trước hết tách chiết toàn bộ DNA của nhiễm sắc
thể tế bào người, sau đó phá tung DNA thành các mảnh nhỏ,
giải trình tự tất cả các mảnh nhỏ này, cuối cùng nhờ chương
trình vi tính cực mạnh để nối kết các đoạn DAN nhỏ này lại
với nhau bằng cách dò tìm các đầu trùng lặp nhờ vậy tái hiện
được mạch DNA nguyên thủy
91
đại về sinh y học trong tương lai. Dù thành công của các nhà khoa học giải trình tự
được 3.1 tỷ các “ký tự hóa học” làm nên bộ gen người đã được ví như sự kiện lịch sử
con người bước lên mặt trăng (ngày 26 tháng 7 năm 1969, từ khoang đổ bộ phi thuyền
Apollo, Neil Armstrong bước xuống đi dạo trên mặt trăng và đánh dấu thời điểm con
người thực hiện được hoàn toàn ước mơ đã từng ao ước bấy lâu: khắc dấu chân mình
trên bề mặt chị Hằng), nhưng đây chưa phải là thời điểm mà con người đã toại nguyện
được ước mơ hiểu biết tường tận được bộ gen