Inleiding bio-informatica
DNA sequencing, bij bio-informatica wordt heel veel naar
DNA sequenties gekeken. Deze worden achterhaald d.m.v.
DNA sequencing machines. Er bestaan veel soorten
machines met verschillende efficiëntie. Zo kunnen sommige
heel veel DNA moleculen tegelijk aflezen, terwijl andere niet
zo heel veel DNA moleculen tegelijk kunnen lezen, maar wel
hele lange strengen DNA.
Read length, de lengte van een DNA molecuul die een DNA
sequencing machine af kan lezen. Dit is dus het aantal
nucleotide wat de machine af kan lezen tijdens 1 ronde. Als
de read length kort is, is assembling nodig.
Nucleotiden, DNA is opgebouwd uit nucleotiden (A, T, C, G).
Bij sequencing wordt de volgorde hiervan achterhaald.
Werking sequencing, het DNA is erg groot en om het af te
kunnen lezen, wordt het eerst opgebroken in fragmenten. In
de meest gebruikte sequencing methodes, worden al deze
fragmenten vermenigvuldigd. Om te bepalen wat de volgorde van de nucleotiden is bij deze
fragmenten, wordt een mix van gekleurde A, C, T en G toegevoegd. Bij de binding van een
fluorescerende nucleotide aan een van de fragmenten kan een kleur waargenomen worden, omdat
het signaal versterkt wordt door de vele fragmenten. Afhankelijk van de kleur zit daar dus een
bepaald nucleotide tegenover, waardoor het kleurenpatroon de sequentie aangeeft. Computers
plakken dan alle overlappende delen aan elkaar om de sequentie te achterhalen. Dit is niet de enige
manier van sequencing, maar wel de meest gebruikte. Machines die deze manier gebruiken, zijn
boven in de grafiek weergegeven (Hiseq en MiSeq). Zie desnoods https://www.youtube.com/watch?
v=jFCD8Q6qSTM&feature=youtu.be voor uitgebreide uitleg hiervan.
Illumina, de Hiseq en MiSeq machines gebruiken fluoresenctie en deze zijn van het merk Illumina.
Reads, veel machines zijn niet in staat om in één ronde het hele DNA af te lezen
en lezen dus verschillende reads die daarna geassembleerd worden. De reads
worden dan omgezet naar contigs (zie afbeelding).
Whole genome shotgun (WGS), de methode waarbij het DNA eerst in stukjes
geknipt wordt die dan allemaal afgelezen worden en geassembleerd worden,
noemen we de WGS methode. Het aan elkaar plakken van deze fragmenten
wordt ook wel shotgun assembly genoemd.
Metagenoom, veel bacteriën kunnen wij niet kweken, maar toch hebben we van
een deel van deze bacteriën de genomen achterhaald. Bij metagenomics pak je een monster uit het
milieu. Denk bijvoorbeeld aan zeewater of een sample uit je darmen. Dit filter je dan op grootte zodat
je zelf kan bepalen naar wat voor organismen je wil kijken en van hetgeen wat overblijft ga je het DNA
sequencen. Dit wordt met name door shotgun sequencing gedaan en de sequenties die daaruit
komen, ga je assembleren en toekennen aan een soort. Op deze manier kan je het genoom van een
bacterie achterhalen die niet te cultiveren is.
Tree of life, veruit de grootste biodiversiteit is terug te vinden in
de prokaryoten, ondanks dat de eukaryoten en prokaryoten beide
de helft van de biomassa opmaken.
Genomen, de genomen die we achterhaald hebben, correleren
best goed qua de grootte van het genoom (X-as) en het aantal
eiwitten (Y-as) wat eruit voortkomt. Dit geldt met name voor de
virussen, bacteriën en archaea. De eukaryoten hebben relatief
gezien echter minder eiwitten per genoomgrootte.
DNA sequencing, bij bio-informatica wordt heel veel naar
DNA sequenties gekeken. Deze worden achterhaald d.m.v.
DNA sequencing machines. Er bestaan veel soorten
machines met verschillende efficiëntie. Zo kunnen sommige
heel veel DNA moleculen tegelijk aflezen, terwijl andere niet
zo heel veel DNA moleculen tegelijk kunnen lezen, maar wel
hele lange strengen DNA.
Read length, de lengte van een DNA molecuul die een DNA
sequencing machine af kan lezen. Dit is dus het aantal
nucleotide wat de machine af kan lezen tijdens 1 ronde. Als
de read length kort is, is assembling nodig.
Nucleotiden, DNA is opgebouwd uit nucleotiden (A, T, C, G).
Bij sequencing wordt de volgorde hiervan achterhaald.
Werking sequencing, het DNA is erg groot en om het af te
kunnen lezen, wordt het eerst opgebroken in fragmenten. In
de meest gebruikte sequencing methodes, worden al deze
fragmenten vermenigvuldigd. Om te bepalen wat de volgorde van de nucleotiden is bij deze
fragmenten, wordt een mix van gekleurde A, C, T en G toegevoegd. Bij de binding van een
fluorescerende nucleotide aan een van de fragmenten kan een kleur waargenomen worden, omdat
het signaal versterkt wordt door de vele fragmenten. Afhankelijk van de kleur zit daar dus een
bepaald nucleotide tegenover, waardoor het kleurenpatroon de sequentie aangeeft. Computers
plakken dan alle overlappende delen aan elkaar om de sequentie te achterhalen. Dit is niet de enige
manier van sequencing, maar wel de meest gebruikte. Machines die deze manier gebruiken, zijn
boven in de grafiek weergegeven (Hiseq en MiSeq). Zie desnoods https://www.youtube.com/watch?
v=jFCD8Q6qSTM&feature=youtu.be voor uitgebreide uitleg hiervan.
Illumina, de Hiseq en MiSeq machines gebruiken fluoresenctie en deze zijn van het merk Illumina.
Reads, veel machines zijn niet in staat om in één ronde het hele DNA af te lezen
en lezen dus verschillende reads die daarna geassembleerd worden. De reads
worden dan omgezet naar contigs (zie afbeelding).
Whole genome shotgun (WGS), de methode waarbij het DNA eerst in stukjes
geknipt wordt die dan allemaal afgelezen worden en geassembleerd worden,
noemen we de WGS methode. Het aan elkaar plakken van deze fragmenten
wordt ook wel shotgun assembly genoemd.
Metagenoom, veel bacteriën kunnen wij niet kweken, maar toch hebben we van
een deel van deze bacteriën de genomen achterhaald. Bij metagenomics pak je een monster uit het
milieu. Denk bijvoorbeeld aan zeewater of een sample uit je darmen. Dit filter je dan op grootte zodat
je zelf kan bepalen naar wat voor organismen je wil kijken en van hetgeen wat overblijft ga je het DNA
sequencen. Dit wordt met name door shotgun sequencing gedaan en de sequenties die daaruit
komen, ga je assembleren en toekennen aan een soort. Op deze manier kan je het genoom van een
bacterie achterhalen die niet te cultiveren is.
Tree of life, veruit de grootste biodiversiteit is terug te vinden in
de prokaryoten, ondanks dat de eukaryoten en prokaryoten beide
de helft van de biomassa opmaken.
Genomen, de genomen die we achterhaald hebben, correleren
best goed qua de grootte van het genoom (X-as) en het aantal
eiwitten (Y-as) wat eruit voortkomt. Dit geldt met name voor de
virussen, bacteriën en archaea. De eukaryoten hebben relatief
gezien echter minder eiwitten per genoomgrootte.
