Hablamos mucho de lo que la secuenciación de nueva generación (NGS) puede lograr y como puede cambiar vidas, pero no hemos hablado de su funcionamiento como tal. En principio, el concepto detrás de la tecnología NGS es similar a la secuencia de electroforesis capilar (CE).

El ADN polimerasa cataliza la incorporación de desoxirribonucleótidos trifosfatos (dNTP) marcados fluorescentemente en una cadena molde de ADN durante los ciclos secuenciales de síntesis de ADN. Durante todo el ciclo, en el punto de incorporación, los nucleótidos se identifican por excitación de fluoróforo. La diferencia fundamental es que, en lugar de secuenciar un solo fragmento de ADN, la NGS extiende este proceso a través de millones de fragmentos en una paralelización masiva.

Como sabemos más del 90% de los datos de secuenciación del mundo son generados por la secuenciación por síntesis química (SBS) de Illumina. Esta empresa ofrece equipos y productos con una alta precisión, un alto rendimiento de lecturas sin errores y un alto porcentaje de llamadas base por encima de Q30. Todo ese potencial mediante un flujo de trabajo realmente sencillo, donde abarca 4 pasos.

• Preparación de la biblioteca

La biblioteca de secuenciación se prepara por fragmentación aleatoria de la muestra de ADN o ADNc, seguido de 5' y 3' de unión de adaptador. Alternativamente, la "etiquetación" combina la fragmentación y las reacciones de ligadura en un solo paso que aumenta en gran medida la eficiencia del proceso de preparación de la biblioteca. Los fragmentos adaptados se amplifican por PCR y se purifican en gel.

• Generación de clusters

Para la generación de clúster, la biblioteca se carga en una celda de flujo donde los fragmentos se capturan en oligos unidos a la superficie, complementarios a los adaptadores de la biblioteca. Cada fragmento se amplifica luego en clones de clusters distintos a través de la amplificación del puente. Cuando se completa la generación de clúster, las plantillas están listas para la secuencia.

• Secuenciación

La tecnología Illumina utiliza un método patentado basado en termociclador reversible que detecta bases individuales ya que están incorporados en hebras de plantilla de ADN. Como los cuatro dNTP reversibles vinculados al termociclador están presentes durante cada ciclo de secuenciación, la competencia natural minimiza el sesgo de la corporación y reduce en gran medida las tasas de error en bruto en comparación con otras tecnologías.

• Análisis de datos

Durante el análisis y la alineación de datos, las lecturas de la secuenciación recientemente identificadas se alinean con un genoma de referencia. Después del alineamiento, es posible encontrar muchas variaciones de análisis, como el polimorfismo de nucleótido único (SNP) o la identificación por inserción / eliminación (indel), el recuento de lectura para los métodos de ARN, el análisis filogenético o metagenómico, entre otros.

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