Sequenciamento de DNA - AMiGA - Unicamp

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Sequenciamento de DNA - AMiGA - Unicamp

Sequenciamento de DNA

29.05.2012

Dra. Ana Carolina M. Junqueira

Lab. Gené*ca e Evolução Animal

CBMEG – UNICAMP

email: anacmj@unicamp.br


Por que sequenciar?

A fórmula da vida: ácidos nucleicos

O que diferencia as formas de vida é a sequência, organização e expressão do

material gené*co


Diversidade


UFlidade


Métodos de sequenciamento

Sequenciamento de Primeira Geração

Degradação química – Maxam & Gilbert

Interrupção da cadeia (ddNTPs) – Sanger

Sequenciamento de Segunda Geração

454 – Roche

Illumina – HiSeq, MiSeq

Sequenciamento de Terceira Geração

Ion Torrent – ABI -­‐ Life Technologies

Nanopore – GridIon / MiniIon

PacBio RS – Pacific Biosciences


Interrupção da cadeia / Sanger


Interrupção da cadeia / Sanger


Interrupção da cadeia / Sanger

hOp://www.dnalc.org/view/15479-­‐Sanger-­‐method-­‐of-­‐DNA-­‐sequencing-­‐3D-­‐anima*on-­‐with-­‐narra*on.html


Interrupção da cadeia / Sanger

“Dye Terminators”

G

T

A

C


Interrupção da cadeia / Sanger


Interrupção da cadeia / Sanger


Illumina


Illumina


Illumina


Illumina

hbp://wn.com/exact/Phlya1


Pirosequenciamento – 454 Roche

Liberação de pirofosfato quando há incorporação de um nucleoedeo pela DNA polimerase


Pirosequenciamento – 454 Roche

Adenosina Fosfosulfato


Pirosequenciamento – 454 Roche

hbp://www.pyrosequencing.com/DynPage.aspx?id=7454


Sequenciamento de 3ª Geração

Life Technologies -­‐ Ion Torrent

U*liza chips semicondutores abaixo da placa de sequenciamento, que é sensível a

mudanças de pH no momento em que um nucleo^deo é incorporado.

10 Mb a 1 Gb em 2 horas.

Sequenciamento de um genoma humano em menos de 1 semana com alta qualidade.


hOp://www.youtube.com/playlist?list=PL010C8341A2D632BE

Sequenciamento de 3ª Geração

Illumina – by Ion Torrent


Sequenciamento de 3ª Geração

Life Technologies -­‐ Ion Torrent

Projeto Genoma Humano -­‐ US$ 3 bilhões

2012 – Ion Proton promete a*ngir a marca de US$ 1000


Sequenciamento de 3ª Geração

Life Technologies -­‐ Ion Torrent


Sequenciamento de 3ª Geração

Life Technologies -­‐ Ion Torrent


Sequenciamento de 3ª Geração

Oxford Nanopore – GridION e MinION

hOp://vimeo.com/36907534


Sequenciamento de 3ª Geração

Oxford Nanopore – GridION e MinION

hOp://vimeo.com/36907534


Sequenciamento de 3ª Geração

Oxford Nanopore – GridION


Sequenciamento de 3ª Geração


Sequenciamento de 3ª Geração

Oxford Nanopore – MinION


Sequenciamento Completo de Genomas

1982 Fago Lambda – 49 mil pb

1995 Haemophilus influenzae – 1,8 milhão de pb

1996 Saccharomyces cerevisiae – 12 milhões de pb

1997 Escherichia coli – 5.5 milhões de pb

1998 Caenorhabdi9s elegans – 100 milhões de pb

2000 Drosophila melanogaster – 122 milhões de pb

2001 Homo sapiens – 3,3 bilhões de pb

2008 Mammuthus primigenius -­‐ > 4 bilhões de pb

2010 Homo neanderthalensis – 4 bilhões de pb

2011 Genômica Pessoal


Sequenciamento Completo de Genomas


Sequenciamento Completo de Genomas


Sequenciamento Completo de Genomas


Genoma Humano

Genômica ComparaFva


A genômica se tornou pessoal

hbps://www.23andme.com/


A genômica se tornou pessoal


Metagenomas e Microbiomas

Metagenoma – “genoma cole*vo” da microbiota de uma amostra ambiental

Microbioma – genomas, microbiota e suas interações em um ambiente


Metagenomas e Microbiomas


Metagenomas e Microbiomas


A, RNA

B, chroma*n

C, energy

D, cell cycle

E, amino acids

F, nucleo*des

G, carbohydrates

H, coenzymes

I, lipids

J, transla*on

K, transcrip*on

L, DNA

M, envelope

N, cell mo*lity

O, protein turnover

P, inorganic

Q, second metabolites

R, general func*on

S, unknown

T, signal transduc*on

U, secre*on

V, defence

W, extracellular

Z, cytoskeleton.


Metagenomas e Microbiomas

Head

Thorax

Abdomen

Legs + Wings

ü Survey of the microbial diversity of a fly

ü Microbiome associated to different *ssues

ü Pathogen related to diseases

ü Interac*ons and biological significance of endosymbionts

ü Rela*ve amount of DNA and mtDNA in different *ssues


Metagenomas e Microbiomas


Genômica Funcional

Expressão Gênica – Microarranjos de DNA


Genômica Funcional

Expressão Gênica – Microarranjos de DNA


Quer saber mais sobre genomas?

Prêmio Nobel – Grafeno

hOp://www.wired.com/gadgetlab/2010/10/graphene/

Biomoléculas anFgas sequenciadas do gelo da Groenlândia

hOp://www.genomesonline.org/cgi-­‐bin/GOLD/index.cgi

Sequenciamento do Mamute

hOp://www.sciencemag.org/content/317/5834/111.abstract

Microbioma Humano

hOp://www.scien*ficamerican.com/ar*cle.cfm?id=ul*mate-­‐social-­‐network-­‐bacteria-­‐protects-­‐health

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