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Molekulare Tierzucht (Subject) / Sequenzierung (Lesson)

Scheper Teil Sequenzierungsmethoden (SNP-Arrays) Next-Generation Sequencing

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  • Sequenzierungsmethoden Chemische Sequenzierung Beruht auf basenspezifischer Spaltung der Nkleinsäure und elektrophoretischer Längenanalyse der Bruchstücke Methode nicht automatisierbar und aufwändig kein Primer notwendig findet heute keine Anwendung mehr Kettenabbruchverfahren Einbau von ddNTPs (Terminator) führt zum Kettenabbruch dNTP: ddNTP = 200:1 statistisch mindestens ein Abbruch-Ereignis hinter jeder Base jedes mögliche Fragment ensteht mindestens einmal automatisierbar, Standardverfahren
  • Kettenabbruchverfahren (SANGER) ddNTPs = Didesoxy-Nucleosid-Triphosphat: 3`-Hydroxylgruppe fehlt an der Pentose Elektrophorese der enstandenen Fragmente im denaturiereneden Polyacrylamind (PAA-Gel) --> Längsorientierung der Fragmente Markierungstechniken für die DNA-Sequenzierung Markierung des dATPs (z.B. radioaktiv) Markierun des Sequenzierprimers (heute i.d.R. fluorometrisch) Markierung der ddNTPs (i.d.R. fluorometrisch) VORTEIL: Seqzenzreaktion kann in einem Gefäß durchgeführt werden
  • Anwendung für die Sanger-Sequenzierung Gold-Standard für Genom-Sequenzierung hauptsächlich genutzt in Kandidatengenstudien Vorteile: hohe Genauigkeit automatisierbar Nachteile: rel. hohe Kosten obwohl automatisierbar, rel. geringer Durchsatz
  • Sequenzierungsmethoden (Next-Generation-Seqencing) Technische Weiterentwicklung klassischer Sequenzierungsverfahren vor allem mit dem Ziel der Effizienzsteigerung Whole Genome Sequencing / Resequencing Vielzahl an verschiedenen kommerziellen Lösungen noch rel. teuer, prinzipiell nur luktrativ wenn kommerziell eingesetzt
  • Anwendung NGS Feinkartierung: zielgenaue Re-Sequenzierung von Regionen in denen kausale Mutationen erwartet werden; Grundlage sind weiterhin zumeist GWAS auf SNP-Basis -> einfacher, effizienter und günstiger im Vergleich zu klassischen Methoden (Sanger-Sequenzierung) Genomische Zuchtwertschätzung (noch in den Kinderschuhen): Methoden sind vorhanden bzw. können übertragen werden; Praktisches Hauptproblem sind die sehr großen Datenmengen
  • Verfahren zur Genotypisierung von SNP-Markern Grundlage war die Erstellung von genomweiten SNP-Karten mit verschiedenen Dichten Technische Verfahren zur gleichzeitigen Typisierung von tausenden von SNP in einem Gerät Typisierungskosten für SNPs mit Chip-Technologie nur wenige Cent/Genotyp
  • Beispiele für die Anwendung von SNP-Arrays Genomweite Assoziationsstudien: Genomweite Genotypisierung von SNP-Markern mit rel. hoher Dichte; Suche nach Assoziationen zu Phänotypen Weitere Anwendungen: genomische Zuchtwertschätzung; Ableitung von SNP-Effekten (-> mittlerweile Routineverfahren in der Praxis)
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