Sequenziamento automatico

A cura della Dott.ssa Raffaella Casadei

Vantaggi: miglioramento di tutti i parametri della reazione.

• Lo stampo non è un plasmide o un fago con l'inserto di interesse ma un prodotto di PCR.

Bastano 30-90 ng di DNA

Biochimica della reazione: si applica il principio della PCR.
Si ha denaturazione dello stampo e riutilizzo del primer (non si avrà crescita logaritmica ma lineare)

Amplitaq DNA Polimerasi FS (Fluorescing Sequencing):

Taq modificata con l'ingegneria genetica, con mutazione puntiforme nel sito attivo per conferire buona affinità per i dideossinucleotidi,
e una mutazione puntiforme nel dominio amino terminale che elimina l’attività nucleasica 5´-->3´.

Cycle sequencing: la reazione avviene in una sola provetta usando 4 diversi fluorescenti come marcatori.
Non marco il primer ma i nucleotidi (per es. dTTP = fluorocromo rosso).

Gel: Polimero (POP6)

Si versa il gel in un tubo capillare.

Rilevazione: avviene in modo automatico con il lettore ottico (laser) che legge i nucleotidi fluorescenti.
Il laser rivela la diversa fluorescenza (emissione a diversa lunghezza d’onda) per ogni molecola stratificata nel capillare.

Coloranti:

Big Dye (diclororodamine).

Contengono un sito donatore fluorescinato legato ad uno dei 4 coloranti accettori diclororodamine (dRhodamine).
La massima eccitazione di ogni colorante è quella della fluorescina (donatore) e lo spettro di emissione è quello della rodamina (accettore).

Hanno dei vantaggi rispetto alle rodamine usate in precedenza. Danno picchi più ristretti e più alti con riduzione delle sovrapposizioni degli spettri di emissione e quindi meno rumore di fondo nella lettura.


 
 

Spettro di emissione delle rhodamine:

Spettro di emissione delle dRhodamine (picchi più ravvicinati)

Lettura: il software legge il segnale e lo trasforma in file di testo.

Elabora i dati, trasmessi dalla CCD camera, e per confronto con una matrice (già impostata) rimanda i risultati sotto forma di picchi.

4 colori/1 lane (seq. automatico) vs. 1 colore/4 lane.






Fonte per i problemi: CRIBI - Università di Padova
 
 

Raw data di una reazione ben riuscita




 
 
 
 
 
 
 

Sequenza dei picchi di una reazione ben riuscita




 
 
 
 
 
 
 

Raw data di una reazione fallita




 
 
 
 
 

Reazione fallita: non presenta picchi definiti e ha un alto rumore di fondo.


  • Il primer non trova sito di annealing: cambiare primer.
  • Il DNA presenta contaminazioni di vario tipo. Preparare di nuovo il DNA.
  • La quantità di DNA e' insufficiente. Aumentare la quantità di DNA.
  • La quantità di primer è insufficiente. Aumentare la quantità di primer
  • Il primer è stato progettato male, es. temperatura di  melting troppo bassa. Progettare nuovamente il primer.

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    Campione che presenta rumore di fondo

    sufficientemente alto da causare ambiguità (N) nel riconoscimento dei picchi da parte del software.

  • La quantità di DNA e' insufficiente e il segnale troppo debole. Aumentare la quantità di DNA
  • Il DNA presenta contaminazioni che inibiscono la reazione. Purificare meglio il DNA
  • Ci sono altri templati contaminanti. Ripreparare il DNA

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    PCR non ben purificata

    ATTENZIONE: il sequenziatore capillare è estremamente sensibile ai sali ed altri contaminanti.
     
     


     
     
     
     
     

    Perdita di risoluzione precoce

    per cui i picchi sono sempre meno definiti


  • Il DNA presenta contaminazioni che inibiscono la reazione. Purificare meglio il DNA

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    Sequenza doppia


  • Cloni multipli. Preparare di nuovo il DNA.
  • Bande multiple nel prodotto di PCR. Tagliare ed estrarre la singola banda da gel di agarosio.
  • Siti multipli di attacco del primer sul DNA. Cambiare primer.
  • Primer di PCR non eliminati. Purificare meglio il DNA.
  • Primer degenerato. Cambiare primer.

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    Sequenza fuori scala




  • Troppo DNA. Quantificare la quantità di DNA e ridurre quella presente nella reazione.
  • Struttura secondaria che blocca la reazione. Verificare la presenza di strutture secondarie.

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     Picco anomalo con tutti e quattro i colori


  • Bolla nel capillare. Ripetere la corsa del campione.
  • Struttura secondaria che causa una falsa terminazione

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    Picchi allargati


     
  • Bolla nel capillare. Ripetere sempre la corsa del campione.
  • Contaminanti nel campione. Ripetere la corsa.