Il sequenziamento del DNA è una raccolta di metodi scientifici per determinare la sequenza delle basi nucleotidiche in una molecola di DNA. Tutti gli organismi viventi hanno DNA (acido desossiribonucleico) in ciascuna delle loro cellule. Ogni cellula di un organismo contiene il codice genetico dell’intero organismo. Il processo di sequenziamento del DNA trasforma il DNA di un dato organismo in un formato che può essere utilizzato dai ricercatori per lo studio di base dei processi biologici, della ricerca medica e in medicina legale.
Esistono diversi metodi che possono essere utilizzati nel sequenziamento del DNA. I primi metodi sono stati sviluppati negli anni ‘1970 e sono molto laboriosi e richiedono molto tempo. La reazione di sequenziamento più popolare e comune utilizzata oggi è il sequenziamento del dideossinucleotide, che può essere eseguito manualmente o mediante macchine, a seconda della quantità di materiale da sequenziare.
La quantità di materiale genetico in un organismo varia considerevolmente ed è misurata dal numero di basi nucleotidiche che contiene. Ad esempio, un virus o un batterio potrebbero avere solo cinquemila basi, mentre il genoma umano contiene circa tre miliardi di basi. Il metodo di sequenziamento del dideossinucleotide del sequenziamento del DNA può sequenziare molti genomi in giorni e grandi genomi in anni, anziché decenni.
Ci sono quattro fasi nel sequenziamento del DNA. Per prima cosa il DNA deve essere rimosso dalla cellula. Quindi subisce una reazione di sequenziamento. Successivamente, il DNA viene separato per dimensione e infine analizzato da un computer che inserisce i risultati in un formato utilizzabile.
Il primo passo nel sequenziamento del DNA è estrarre il DNA dalla cellula. Questo può essere fatto meccanicamente o chimicamente. Il DNA è formato da due filamenti, ma può essere sequenziato solo un filamento alla volta.
Una volta che il DNA è scomposto, viene messo su vettori, che sono cellule che si autoreplicano indefinitamente, insieme a un primer, che è una sostanza chimica che avvia il processo. Questo crea cloni del DNA dell’organismo che viene sequenziato. La reazione di sequenziamento utilizza il primer per avviare il processo chimico di riproduzione del secondo filamento di DNA. Il sequenziamento viene eseguito in un termociclatore in modo che la reazione venga ripetuta molte volte. Ripetendo la reazione si ottiene una maggiore resa di DNA sequenziato.
Dopo il sequenziamento, il DNA viene ordinato per dimensione mediante elettroforesi capillare. Il DNA è tirato da una corrente elettrica attraverso un gel nel capillare, che è un tubo di vetro molto sottile. I filamenti di DNA emergono ordinati per lunghezza. Quando emergono dal capillare, passano attraverso un laser che attiva i coloranti che identificano le basi nucleotidiche. Queste informazioni vengono immesse in un computer, che quindi visualizza la sequenza del DNA sullo schermo.