Giải trình tự Sanger là gì?

Công nghệ giải trình tự Sanger, hay còn gọi là phương pháp trình tự Sanger, là một trong những phương pháp quan trọng và cổ điển để xác định trình tự nucleotide của một mẫu ADN  hoặc ARN

Phương pháp này đã được phát triển bởi Frederick Sanger vào những năm 1970 và đã đóng vai trò quan trọng trong các dự án lớn như Dự án Genoma người (Human Genome Project).

Dưới đây là quá trình cơ bản của công nghệ giải trình tự Sanger:

1. Chuẩn bị mẫu: Đầu tiên, một đoạn ADN hoặc ARN cần được sao chép nhiều lần để tạo ra nhiều bản sao của trình tự ban đầu, điều này được gọi là sao chép ngược (PCR) hoặc sao chép dịch chuyển (cloning) tùy theo ứng dụng cụ thể.

2. Kết hợp đầu và thụ động: Đoạn ADN hoặc ARN này sau đó được ghép nối với một chuỗi khởi đầu (primer) có kết cấu chuỗi hoàn toàn biết trước. Primer này sẽ liên kết với mẫu ADN ở một vị trí cụ thể, đóng vai trò như một “điểm khởi đầu” cho quá trình trình tự.

3. Phản ứng trình tự: Một mẫu ADN hoặc ARN này sau đó được chia thành nhiều phần nhỏ, mỗi phần có một nucleotide dNTP (deoxynucleoside triphosphate) dự định. Khi một dNTP được thêm vào chuỗi, nó được gắn vào chuỗi trình tự nếu có sự khớp cơ sở (base-pairing) với nucleotide tiếp theo trong chuỗi mẫu. Quá trình này sử dụng một enzyme gọi là DNA polymerase để tạo chuỗi mới.

4. Chuỗi phân tích: Sau mỗi phản ứng trình tự, sản phẩm phản ứng sẽ bao gồm các đoạn ADN có chiều dài khác nhau, tương ứng với chuỗi nucleotide khác nhau. Các sản phẩm này sau đó được tách biệt dựa trên kích thước bằng cách sử dụng điện phân (electrophoresis) trong gel polyacrylamide hoặc gel agarose. Các đoạn ADN được sắp xếp từ ngắn đến dài trên gel.

5. Phát hiện và ghi lại dãy nucleotide: Sau khi các đoạn ADN đã được tách biệt, chúng cần được phát hiện và ghi lại. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng fluorescent dNTPs để đánh dấu mỗi nucleotide khác nhau bằng một màu sắc đặc biệt. Một máy đọc trình tự (sequencer) sau đó sẽ quét qua gel, xác định thứ tự của các nucleotide dựa trên màu sắc và ghi lại dãy trình tự.

6. Phân tích kết quả: Cuối cùng, dãy trình tự được xây dựng bằng cách sắp xếp các nucleotide dựa trên thông tin mà máy đọc trình tự đã cung cấp. Kết quả cuối cùng là dãy nucleotide của mẫu ban đầu.

Công nghệ giải trình tự Sanger đã đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu sinh học phân tử và y học, nhưng đã bị thay thế trong nhiều trường hợp bởi các phương pháp trình tự mới, như giải trình tự thế hệ mới (Next-Generation Sequencing – NGS) với hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn.

Tuy nhiên, giải trình tự Sanger vẫn được sử dụng trong nhiều ứng dụng, nhất là khi cần trình tự một vùng nhỏ cụ thể của ADN hoặc để xác minh kết quả từ các phương pháp NGS.