DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall fir d’Sequenzéierung vun der nächster Generatioun
D’Sequenzéierung vun der nächster Generatioun (NGS) erfuerdert dat zouverlässegt Duerchtrenne vu genomescher DNA duerch Schéierkräften an hir Fragmentéierung, fir genomesch DNA-Sträng ze sequenzéieren a Genombibliothéiken ze erstellen. Déi kontrolléiert Fragmentéierung vun DNA an DNA-Fragmenter ass e wesentleche Schrëtt vun der Proufvirbereedung, dee virun der Sequenzéierung vun der DNA erfuerderlech ass. D’Ultraschallbehandlung huet sech als effizient an zouverlässeg Technik bewisen, fir DNA a Fragmenter vun enger bestëmmter Längt ze zerleeën. Protokoller fir d’DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall erreeche reproduzéierbar Fragmentéierungsresultater. Hielscher Ultraschallapparater kënnen eng breet Palett vu Gréissteverdeelunge vu genomeschen DNA-Fragmenter produzéieren, déi sech iwwer d’Betribsparameter präzis steiere loossen. Well Hielscher Systemer fir d’Duerchtrenne vun DNA mat Ultraschall fir eenzel a méi Proufréiercher souwéi fir Mikroplacke verfügbar sinn, gëtt d’Proufvirbereedung héich effizient.
Den UIP400MTP Plate Sonicator fir d’Proufvirbereedung mat héijem Proufduerchsaz beschallt Prouwen a Multiwell-, Mikrotiter- an 96-Well-Placke gläichméisseg
- widderhuelbar / reproduzéierbar Resultater
- präzis astellbar, fir eng bestëmmte Fragmentlängt ze kréien
- séier Veraarbechtung
- gläichbleiwend Resultater vun der DNA-Fragmentéierung
- Apparater fir all Proufvolumen (z. B. méi Proufréiercher oder Mikroplacken)
- héije Proufduerchsaz
- präzis Temperaturkontroll
- einfach, benotzerfrëndlech Bedéngung
Sequenzéierung vun der nächster Generatioun: DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall fir d’Virbereedung vu Bibliothéiken
Fir eng Sequenzéierung vun der nächster Generatioun duerchzeféieren, mussen déi dräi Grondschrëtt (1) Virbereedung vun der Bibliothéik, (2) Sequenzéierung an (3) Datenanalys duerchgefouert ginn. Bei der Virbereedung vun der Bibliothéik gëtt d’DNA fragmentéiert, duerno ginn d’Fragmentenn duerch d’Zousetze vun enger eenzeler Adeninbas reparéiert (geglätt), an d’Zilfragmenter ginn an duebelsträngeg DNA ëmgewandelt. Schlussendlech gi sougenannt Adapter duerch Ligatioun, PCR oder Tagmentéierung ugehaangen, sou datt d’DNA-Endprodukt vun der Bibliothéik fir d’Sequenzéierung quantitativ bestëmmt ka ginn.
DNA-Fragmentéierung duerch Ultraschallbehandlung: Besonnesch wann Technologië fir d’Sequenzéierung vu kuerze Liessequenzen, wéi Illumina, déi méi laang DNA-Fragmenter net ouni Weideres liese kënnen, agesat ginn, mussen d’DNA-Sträng op eng bestëmmte Gréisst fragmentéiert ginn, wat mat Ultraschall zouverlässeg erreecht ka ginn.
D’Ultraschallbehandlung kann zouverlässeg fir d’Fragmentéierung vun DNA, RNA a Chromatin agesat ginn.
Sequenzéierung vun der nächster Generatioun – Virbereedung vun der Bibliothéik
D’DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall gëtt heefeg bei der Virbereedung vun DNA-Sequenzéierungsbibliothéike fir Plattforme fir d’Sequenzéierung vun der nächster Generatioun (NGS) agesat. Dës Technik gëtt benotzt, fir DNA-Moleküllen a méi kleng Fragmenter an engem gewënschte Gréissteberäich ze zerleeën, wat déi uschléissend Schrëtt bei der Virbereedung vun der Bibliothéik erliichtert. D’DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall ass typescherweis beim Schrëtt vun der Bibliothéiksvirbereedung an NGS-Aarbechtsofleef erfuerderlech, fir genomesch DNA a méi kleng Stécker ze fragmentéieren, déi fir déi uschléissend Veraarbechtung a Sequenzéierung gëeegent sinn. Si spillt eng entscheedend Roll, fir den Erfolleg vum Sequenzéierungsexperiment ze garantéieren, andeems si DNA-Fragmenter am passende Gréissteberäich fir déi spezifesch Sequenzéierungsplattform, déi benotzt gëtt, produzéiert.
Elektrophoreetesch Analyse vu genomescher DNA vun E. coli EDL933, déi enger Ultraschallbehandlung vun 0 – 15 min ënnerzu gouf. L bezeechent d’DNA-Leeder. (Basselet et al. 2008)
Sequenzéierung vun der nächster Generatioun – Prozessschrëtt:
- DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall: Virum Opbau vun der Bibliothéik gëtt d’genomesch DNA a méi kleng Stécker fragmentéiert, déi sech méi einfach handhabe loossen. Bei der Ultraschallfragmentéierung ginn héichfrequent Schallwelle benotzt, fir d’DNA-Moleküllen duerch Schéierkräften a Fragmenter am gewënschte Gréissteberäich ze zerleeën. Dëse Schrëtt ass entscheedend, well en dozou bäidréit, sécherzestellen, datt déi spéider produzéiert Liessequenzen eng passend Längt fir déi Sequenzéierungsplattform hunn, déi benotzt gëtt. De Gréissteberäich vun de Fragmenter kann un déi spezifesch Ufuerderunge vum Sequenzéierungsexperiment ugepasst ginn.
- Klonal Amplifikatioun duerch PCR: No der Fragmentéierung mat Ultraschall ginn d’Enner vun den DNA-Fragmenter reparéiert, Adaptore ligéiert an eng PCR-Amplifikatioun duerchgefouert, fir déi definitiv DNA-Sequenzéierungsbibliothéiken ze generéieren. Dës Schrëtt bereeden déi fragmentéiert DNA-Moleküllen op de Sequenzéierungsprozess vir, andeems Adaptersequenzen derbäigesat ginn, déi fir d’Bindung un d’Sequenzéierungsplattform néideg sinn an Usazplaze fir d’Primere fir d’PCR-Amplifikatioun bereetstellen.
- DNA-Sequenzéierung duerch Synthes: Soubal d’Sequenzéierungsbibliothéike virbereet sinn, fänkt de Prozess vun der DNA-Sequenzéierung duerch Synthes (SBS) un. Wärend der SBS gëtt d’DNA-Sequenz bestëmmt, andeems Nukleotiden een nom aneren un de komplementäre Strang derbäigesat ginn. Dëse Schrëtt ëmfaasst zyklesch Reaktioune vum Abau vun Nukleotiden, der Bildopnam an der Ofspaltung, wouduerch d’DNA-Sequenz op Basis vun de Fluoreszenzsignaler bestëmmt ka ginn, déi vun den agebaute Nukleotiden ausgestraalt ginn.
- Massiv parallel Sequenzéierung: Am leschte Schrëtt ginn déi raimlech getrennten, amplifizéierten DNA-Matrize gläichzäiteg massiv parallel sequenzéiert. Dës Sequenzéierungsmethod mat héijem Duerchsaz erméiglecht et, Millioune bis Milliarde vu Sequenzliesungen an engem eenzege Sequenzéierungslaf ze generéieren, sou datt DNA-Sequenzen effizient a séier bestëmmt kënne ginn.
Wéi funktionéiert d’DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall?
D’Ultraschallbehandlung, och als akustesch Proufveraarbechtung bekannt, ass eng wäit verbreet Method fir DNA ze fragmentéieren. Fir d’DNA mat Ultraschall ze schéieren, ginn d’Prouwen ënner kontrolléierte Bedéngungen Ultraschallwellen ausgesat. De Wierkprinzip vun der DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall baséiert op de Schwéngungen an der Kavitatioun, déi duerch d’Ultraschallwellen entstinn. D’Schéierkräften, déi duerch d’Ultraschallkavitatioun (akustesch Kavitatioun) entstinn, zerbriechen DNA-Molekülle mat héijem Molekulargewiicht. D’Astellunge vun der Ultraschallbehandlung, wéi d’Intensitéit (Amplitud, Dauer), de Pulsatiounsmodus an d’Temperatur, erlaben eng präzis DNA-Fragmentéierung op eng bestëmmte gewënschte Längt vun den DNA-Fragmenter. Wärend DNA mat Ultraschall dacks op 100 bis 600 bp verkierzt gëtt, kënne méi laang DNA-Fragmenter vu bis zu 1300 bp erhale ginn, wa méi mëll Ultraschallbedéngungen agesat ginn.
DNA-Schéiere mat Ultraschall wärend der ChIP – Chromatin-Immunoprezipitatioun
Adaptéiert no Jkwchui ënner CC-BY-SA.03
Temperaturkontroll fir den Ofbau vun DNA ze verhënneren
Déi duebelsträngeg molekular Form vun der DNA ass héich empfindlech géintiwwer erhéichten Temperaturen, sou datt eng exakt Temperaturkontroll wärend de Schrëtt vun der Proufvirbereedung en entscheedende Faktor fir zouverlässeg Analyseresultater ass.
Egal ob Dir d’Sondenultraschallapparater vun Hielscher, de VialTweeter oder den UIP400MTP benotzt – eng kontinuéierlech Temperaturiwwerwaachung a -kontroll gëtt duerch en uschléissbaren Temperatursensor an déi intelligent Apparatsoftware garantéiert. Fir d’Temperatur bannent engem bestëmmte Beräich ze halen, kënnt Dir eng iewescht an eng ënnescht Temperaturgrenz astellen. Den Ultraschallapparat pauséiert deemno, soubal dës Temperaturgrenz iwwerschratt gëtt, a setzt d’Ultraschallbehandlung automatesch fort, wann d’Temperatur ëm e festgeluechten ∆T gefall ass.
Déi sophistikéiert Software vun den Hielscher Ultraschallapparater garantéiert, datt déi ideal Bedéngunge fir d’Proufbehandlung zouverlässeg agehale ginn.
DNA-Fragmentéierung vu grousse Proufzuele mam UIP400MTP Ultraschallapparat fir Multiwell-Placken
D’Zuel vun de Prouwen an de Liewenswëssenschaften ass am leschte Joerzéngt däitlech geklommen. Dat bedeit, datt ganz grouss Zuele vu Prouwen (z. B. 384, 1536 oder 3456 Kavitéite pro Mikroplack) bei der Proufevirbereedung an der Analys ënner konstant gläiche Bedéngunge verschafft musse ginn, fir vergläichbar a valabel Resultater ze kréien. Mam UIP400MTP follegt Hielscher Ultrasonics dem Trend vun der Veraarbechtung vu grousse Proufenzuelen. Den UIP400MTP ass en Ultraschallapparat fir d’Proufevirbereedung mat Mikroplacken. Den UIP400MTP ka Placke mat 6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 oder 3456 Kavitéite verschaffen. Jee no Typ vun der Mikroplack kann all Kavitéit typescherweis Proufevolume vun e puer Zéng Nanoliter bis zu e puer Milliliter ophuelen. Den UIP400MTP ass an der Fuerschung an de Liewenswëssenschafte wäit verbreet a gëtt ganz heefeg fir d’Proufevirbereedung virun Assaye wéi ELISA (enzymgekoppelten Immunosorbent-Assay) oder PCR, virun der Proteinanalytik, souwéi fir d’Chromatinvirbereedung viru CHiP an CHiP-seq, d’Identifikatioun vun Histonmodifikatiounen an aner analytesch Behandlungen (z. B. Gelelektrophorees, Massespektrometrie) agesat.
Liest méi iwwer d’Veraarbechtung vu PCR-Placke mat héijem Proufenduerchsaz!
De VialTweeter fir d’Proufevirbereedung a bis zu 10 Fläschen
De VialTweeter ass e wäit verbreeten Ultraschallapparat fir de Labo VialTweeter, deen eng effektiv a komfortabel gläichzäiteg Ultraschallbehandlung vu bis zu 10 Fläschen erméiglecht. Well d’Fläschen an d’Reagenzglieser (z. B. Eppendorf-Fläschen, Kryofläschen, Zentrifugéierréier) indirekt mat Ultraschall behandelt ginn, gëtt all Kräizkontaminatioun verhënnert. Well all Prouf déiselwecht Ultraschallintensitéit zougefouert kritt, sinn all Resultater vun der Ultraschallbehandlung homogen a reproduzéierbar. De VialTweeter bitt all déi intelligent Funktioune wéi eis aner digital Apparater (z. B. intelligente Menü, programméierbar Astellungen, Temperaturkontroll, Fernsteierung asw.), sou datt den héchste Benotzerkomfort garantéiert ass.
Sonde mat méi Fangere fir Mikrokavitéiteplacken
Sonde mat 4 oder 8 Fangere si fir d’Ultraschall-Sondenhomogenisatoren UP200Ht an UP200St disponibel a sinn eng komfortabel Optioun, fir méi Prouwe gläichzäiteg ënner de selwechte Bedéngunge mat Ultraschall ze behandelen. Zum Beispill ass d’Sonotrod MTP-24-8-96 eng Sond mat aacht Fangeren, déi ideal fir d’Integratioun an automatiséiert Systemer oder fir déi effizient manuell Virbereedung vu Prouwen an de Kavitéite vu Placke mat méi Kavitéiten ass. D’Sonotrod mat méi Fangeren ass ideal fir automatiséiert Laboratoiren, an deenen haaptsächlech Becherglieser a Reagenzglieser mat enger Standard-Ultraschallsonotrod verschafft ginn. D’Sonde mat méi Fangeren an d’Standardsonde kënne séier bannent e puer Minutte géinteneen ausgetosch ginn, wouduerch den Ultraschallapparat mat enger eenzeger Sond an en Ultraschall-Desintegrator mat méi Sonden ëmgewandelt gëtt.
Hielscher Ultraschallapparater fir d’DNA-Fragmentéierung
Hielscher Ultrasonics bitt verschidde Plattformen op Ultraschallbasis fir d’Fragmentéierung vun DNA, RNA a Chromatin. Dës verschidde Plattformen ëmfaassen Ultraschallsonden (Sonotroden), Léisunge fir eng indirekt Ultraschallbehandlung fir déi gläichzäiteg Virbereedung vu Prouwen a méi Réier oder a Placke mat méi Kavitéiten (z. B. Placke mat 96 Kavitéiten, Mikrotiterplacken), Sonoreakteren an Ultraschall-Cuphornen. All Plattforme fir d’DNA-Schéierung gi vu leeschtungsstaarken Ultraschallprozessoren ugedriwwen, deenen hir Frequenz ofgestëmmt ass, déi sech präzis steiere loossen a reproduzéierbar Resultater liwweren.
Ultraschallprozessoren fir all Proufenzuel a Proufegréisst
Mat de Hielscher Ultraschallapparater fir méi Prouwen, VialTweeter (fir bis zu 10 Reagenzglieser) an UIP400MTP (fir Mikroplacken/ Placke mat méi Kavitéiten), léisst sech d’Veraarbechtungszäit vun de Prouwen duerch eng intensiv a präzis steierbar Ultraschallbehandlung reduzéieren, wärend déi gewënschte Gréissteverdeelung vun den DNA-Fragmenter an déi gewënschten Ausbezuelung erreecht ginn. D’DNA-Fragmentéierung mat Ultraschall mécht d’Proufevirbereedung effizient, zouverlässeg a skaléierbar. Duerch d’Uwende vu stänneg kontrolléiertem Ultraschall kënne Protokoller linear vun enger eenzeger op vill Prouwe skaléiert ginn.
Ultraschallapparater mat Sonde mat engem bis fënnef Fangere sinn ideal fir d’Virbereedung vu méi klenge Proufenzuelen. D’Hielscher Ultraschallapparater fir de Labo sinn a verschiddene Gréissten disponibel, sou datt mir Iech den ideale Gerät fir Är Uwendung an Är Ufuerderunge recommandéiere kënnen.
Präzis Prozesskontroll
Präzis kontrolléierbar Astellunge fir d’Ultraschallbehandlung sinn entscheedend, well eng exzessiv Ultraschallbehandlung DNA, RNA a Chromatin zerstéiere kann, wärend eng net genuch staark Scherung duerch Ultraschall zu ze laangen DNA- a Chromatinfragmenter féiert. Déi digital Ultraschallapparater vun Hielscher loosse sech einfach op präzis Behandlungsparameter astellen. Spezifesch Astellunge fir d’Ultraschallbehandlung kënnen och als programméiert Astellung gespäichert ginn, fir déiselwecht Prozedur séier ze widderhuelen.
All Ultraschallbehandlunge ginn automatesch protokolléiert an als CSV-Datei op enger agebauter SD-Kaart gespäichert. Dëst erméiglecht eng genee Dokumentatioun vun den duerchgefouerten Experimenter a mécht et méiglech, d’Ultraschallbehandlungen einfach ze iwwerpréiwen.
Iwwer d’Browser-Fernsteierung kënnen all digital Ultraschallapparater mat all gewéinlechem Browser bedriwwen an iwwerwaacht ginn. Et ass net néideg, zousätzlech Software z’installéieren, well eng LAN-Verbindung eng ganz einfach Plug-and-play-Ariichtung erméiglecht.
Héchst Benotzerfrëndlechkeet bei der Proufvirbereedung mat Ultraschall
All Ultraschallapparater vun Hielscher sinn dofir entwéckelt, leeschtungsstaarken Ultraschall ze liwweren an dobäi ëmmer ganz benotzerfrëndlech an einfach ze bedénge sinn. All Astellunge si gutt an engem iwwersiichtleche Menü strukturéiert, deen einfach iwwer e faarwegen Touchdisplay oder d’Browser-Fernsteierung zougänglech ass. Déi intelligent Software mat programméierbaren Astellungen an automatescher Donnéeënopzeechnung garantéiert optimal Astellunge fir d’Ultraschallbehandlung, fir zouverlässeg a reproduzéierbar Resultater ze kréien. Déi iwwersiichtlech an einfach ze benotzend Menüuewerfläch mécht d’Ultraschallapparater vun Hielscher zu benotzerfrëndlechen an effizienten Apparater.
D’Tabell hei drënner gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eise Labo-Ultraschallapparater, déi ideal fir Aufgabe vun der Proufvirbereedung wéi DNA- a RNA-Fragmentéierung, Zelllys souwéi Proteinextraktioun sinn:
| Apparat | Leeschtung [W] | Typ | Volumen [mL] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | fir Mikroplacken | 6 – 3456 Verdéiwungen | VialTweeter | 200 | fir bis zu 10 Prouffläschchen plus eng Méiglechkeet fir zousätzlech Réier unzeklemmen | 0,5 – 1,5 |
| UP50H | 50 | Sondentyp | 0,01 – 250 |
| UP100H | 100 | Sondentyp | 0,01 – 500 |
| UP200Ht | 200 | Sondentyp | 0,1 – 1000 |
| UP200St | 200 | Sondentyp | 0,1 – 1000 |
| UP400St | 400 | Sondentyp | 5,0 – 2000 |
| CupHorn | 200 | CupHorn, Sonoreakter | 10 – 200 |
| GDmini2 | 200 | kontaminatiounsfräi Duerchflosszell |
Kontaktéiert eis! / Stellt eis Är Froen!
D’Ultraschallunitéit fir d’Virbereedung vu méi Prouwe VialTweeter erméiglecht déi gläichzäiteg Ultraschallbehandlung vu bis zu 10 Prouffläschchen. Mat der Klemmvirriichtung VialPress kënne bis zu 4 zousätzlech Réier fir eng intensiv Ultraschallbehandlung géint d’Frontsäit gedréckt ginn.
D’Sonotrod MTP-24-8-96 huet aacht Ultraschallsonde fir d’Ultraschallbehandlung vun de Verdéiwunge vu Mikrotiterplacken.
Literatur / Referenzen
- Qiyun Liang, Christoph Ratzke (2025): Lysing diverse bacteria with the Hielscher UIP400MTP for DNA sequencing. Protocol Uni Tübingen 2025.
- Poptsova, M., Il’icheva, I., Nechipurenko, D. et al. (2014): Non-random DNA fragmentation in next-generation sequencing. Scientific Reports 4, 4532; 2014.
- Basselet P., Wegrzyn G., Enfors S.-O., Gabig-Ciminska M. (2008): Sample processing for DNA chip array-based analysis of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC). Microbial Cell Factories 7:29. 2008.
- Wang Y., Joshu C.E., Curtis S.D., Douville C., Burk V.A., Ru M., Popoli M., Ptak J., Dobbyn L., Silliman N., Coresh J., Boerwinkle E., Prizment A., Bettegowda C., Kinzler K.W., Papadopoulos N., Platz E.A., Vogelstein B. (2025): Detection of cancers three years prior to diagnosis using plasma cell-free DNA. Cancer Discovery 2025 May.
- Doublier S., Riganti Ch., Voena C., Costamagna C., Aldieri E., Pescarmona G., Ghigo D., Bosia A. (008): RhoA Silencing Reverts the Resistance to Doxorubicin in Human Colon Cancer Cells. Molecular Cancer Research 6(10), 2008.
- Fredlund E., Gidlund A., Olsen M., Börjesson T., Spliid N.H.H., Simonsson M. (2008): Method evaluation of Fusarium DNA extraction from mycelia and wheat for down-stream real-time PCR quantification and correlation to mycotoxin levels. Journal of Microbiological Methods 2008.
- Fritsche C., Sitz M., Weiland N., Breitling R., Pohl H.-D. (2007): Characterization of the growth behavior of Leishmania tarentolae – a new expression system for recombinant proteins. Journal of Basic Microbiology 47, 2007. 384–393.
- Ristola M., Arpiainen S., Saleem M. A., Mathieson P. W., Welsh G. I., Lehtonen S., Holthöfer H. (2009): Regulation of Neph3 gene in podocytes – key roles of transcription factors NF-κB and Sp1. BMC Molecular Biology 10:83, 2009.
- Rodriguez J., Vives L., Jorda M., Morales C., Munoz M., Vendrell E., Peinado M. A. (2008): Genome-wide tracking of unmethylated DNA Alu repeats in normal and cancer cells. Nucleic Acids Research Vol. 36, No. 3, 2008. 770-784.
- Weiske J. Huber O. (2006): The Histidine Triad Protein Hint1 Triggers Apoptosis Independent of Its Enzymatic Activity. The Journal of Biological chemistry. Vol. 281, No. 37, 2006. 27356–27366.
Wëssenswäert Fakten
Wat ass Sequenzéierung vun der nächster Generatioun?
Sequenzéierung vun der nächster Generatioun, och Next Gen Sequencing (NGS), Sequenzéierung mat héijem Duerchsaz oder Sequenzéierung vun der zweeter Generatioun genannt, bezeechent d’Approche vun der massiv paralleller Sequenzéierung, bei där ganz grouss (massiv) Quantitéiten un DNA aus Millioune Fragmenter pro Duerchlaf gläichzäiteg parallel sequenzéiert ginn.
Fir eng Sequenzéierung vun der nächster Generatioun duerchzeféieren, sinn déi dräi Grondschrëtt
- Virbereedung vun der Bibliothéik,
- Sequenzéierung an
- Donnéeënanalys
noutwendeg.
Bei der Virbereedung vun der Bibliothéik mussen DNA-Sträng an DNA-Fragmenter vun enger bestëmmter Längt fragmentéiert ginn. D’Ultraschallbehandlung ass eng vun de bevorzugten Technike fir DNA ze fragmentéieren.
Beim Prozess vun der DNA-Sequenzéierung gëtt d’Reiefolleg vun den Nukleotiden an der DNA – bekannt als Nukleinsaiersequenz – bestëmmt. D’Nukleinsaiersequenz setzt sech aus véier Nukleotidbasen zesummen – Adenin, Cytosin, Guanin, Thymin –, déi Informatioune kodéieren.
D’Sequenzéierung vun der nächster Generatioun dreift d’Fuerschung an de Liewenswëssenschaften an an der personaliséierter Medezin virun, well DNA- a RNA-Sequenzéierung intensiv an der Genomfuerschung, der Kriibsfuerschung, der Fuerschung iwwer seelen a komplex Krankheeten, der mikrobieller Fuerschung, der Agrigenomik an a villen anere Fuerschungsberäicher agesat ginn.
Sequenzéierung vun der nächster Generatioun am Verglach mat der Sanger-Sequenzéierung
Wärend et mat der Sequenzéierung vun der nächster Generatioun (NGS) méiglech ass, immens grouss Zuele vu genomesche Prouwen ze sequenzéieren, kann d’Sanger-Sequenzéierung (och als Kettenofbrochmethod oder Sequenzéierung vun der éischter Generatioun bekannt) nëmme kleng Zuele vu Prouwe sequenzéieren. D’Sanger-Sequenzéierung sequenzéiert nëmmen een eenzelt DNA-Fragment gläichzäiteg a kann an engem eenzegen Dag duerchgefouert ginn. Wéinst hirer Genauegkeet gëtt d’Sanger-Sequenzéierung och als Goldstandard-Technologie ugesinn, déi benotzt gëtt, fir Resultater ze iwwerpréiwen, déi mat der Sequenzéierung vun der nächster Generatioun kritt goufen.
D’Sanger-Sequenzéierung erreecht Lieslängte vun ongeféier 800bp (typesch 500–600bp mat net ugeräicherter DNA). Déi méi grouss Lieslängte bei der Sanger-Sequenzéierung bidden däitlech Virdeeler géintiwwer anere Sequenzéierungsmethoden, besonnesch bei der Sequenzéierung vu repetitive Regioune vum Genom. D’Erausfuerderung, déi Sequenzdate mat kuerze Lieslängten duerstellen, ass besonnesch bei der Sequenzéierung vun neie Genomer (de novo) a vu staark ëmgeuerdente Genomsegmenter e Problem, typescherweis esou Segmenter, wéi se a Kriibsgenomer oder a Regioune vu Chromosomen, déi strukturell Variatiounen opweisen, virkommen. [vgl. Morozova a Marra, 2008]
DNA – Desoxyribonukleinsäier – Hir Formen a Funktiounen
All Form vun DNA huet eenzegaarteg Eegenschaften an Uwendungen, déi zu engem breede Spektrum vu Fuerschungsberäicher bäidroen, dorënner Onkologie, Genetik, Forensik an Evolutiounsbiologie. D’Ultraschallapparater vun Hielscher sinn eng héich effizient an zouverlässeg Léisung, fir DNA a RNA fir Är Analyszwecker ze isoléieren an ze fragmentéieren. An der Lëscht hei ënnen erkläre mir Iech déi spezifesch Forme vun DNA a kategoriséiere se no hirem biologesche Kontext an hire Funktiounen:
- Genomesch DNA (gDNA)
Genomesch DNA (gDNA): Déi komplett DNA an engem Organismus, dorënner souwuel kodéierend (Genen) wéi och net kodéierend Regiounen. - Extrazellulär DNA
Zirkuléierend Tumor-DNA (ctDNA): DNA-Fragmenter, déi vun Tumorzellen an d’Bluttbunn fräigesat ginn.
Zellfräi DNA (cfDNA): DNA-Fragmenter, déi fräi an der Bluttbunn zirkuléieren an aus verschiddene Gewëss stamen. - Extrachromosomal zirkulär DNA (eccDNA): Zirkulär DNA-Moleküllen, déi sech ausserhalb vun de Chromosomen an eukaryoteschen Zelle befannen.
Viral DNA: DNA, déi vu Vire staamt an entweder an de Genom vum Wiert integréiert ass oder als episomal DNA virläit. - Mitochondrial DNA
Mitochondrial DNA (mtDNA): DNA, déi sech an de Mitochondrie befënnt, iwwer d’Mamm verierft gëtt an un der Energieproduktioun bedeelegt ass. - Plasmid-DNA
Plasmid-DNA: Kleng, zirkulär DNA-Moleküllen, déi sech onofhängeg vun der chromosomaler DNA replizéieren, heefeg a Bakterie virkommen an an der Gentechnik benotzt ginn. - Nukleär DNA
Nukleär DNA (nDNA): DNA, déi am Kär vun eukaryoteschen Zellen enthale ass an de gréissten Deel vum genetesche Material an engem Organismus ausmécht. - Eenzelzell-DNA
Eenzelzell-DNA (scDNA): DNA, déi aus enger eenzeler Zell extrahéiert gëtt a fir detailléiert genomesch Analysen um Niveau vun der eenzeler Zell benotzt gëtt. - Rekombinant DNA
Rekombinant DNA (rDNA): DNA-Moleküllen, déi mat Labormethode vun der genetescher Rekombinatioun hiergestallt ginn, fir genetescht Material aus verschiddene Quellen zesummenzebréngen. - Spezialiséiert Formen
Ëmwelt-DNA (eDNA): DNA, déi aus Ëmweltprouwen (Buedem, Waasser) gesammelt gëtt, ouni déi Organismen ze isoléieren, aus deenen se staamt
Al DNA (aDNA): DNA, déi aus ale Specimenen extrahéiert gëtt an Ablécker an d’Evolutiounsbiologie an a fréier Populatioune gëtt. - Chromosomal DNA
Chromosomal DNA: DNA, déi d’Chromosomen am Zellkär ausmécht a souwuel kodéierend wéi och net kodéierend Regiounen ëmfaasst. - Viral a syntheetesch Formen
Viral DNA: DNA, déi vu Vire staamt an entweder an d’Genome vu Wierten integréiert ka sinn oder als onofhängeg Eenheeten existéiere kann.
Syntheetesch DNA: Kënschtlech synthetiséiert DNA-Sequenzen, déi duerch cheemesch Prozesser hiergestallt ginn an dacks an der Fuerschung an an der Biotechnologie benotzt ginn.
Hielscher Ultrasonics produzéiert héich performant Ultraschallhomogenisateure vu Laborgréisst bis zu Industriegréisst.