Optical mapping
ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಎನ್ನುವುದು "ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪ್ಸ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಡಿಎನ್ಎಯ ಏಕ, ಬಣ್ಣದ ಅಣುಗಳಿಂದ ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾದ, ಜೀನೋಮ್-ವೈಡ್, ಹೈ-ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ನಿರ್ಬಂಧದ ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಜೀವಿಗಳ ಅಜ್ಞಾತ ಡಿಎನ್ಎ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಕಿಣ್ವ ತಾಣಗಳ ಸ್ಥಳವನ್ನು ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಡಿಎನ್ಎ ತುಣುಕುಗಳ ವರ್ಣಪಟಲವು ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಆ ಅನುಕ್ರಮಕ್ಕೆ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ "ಬೆರಳಚ್ಚು" ಅಥವಾ "ಬಾರ್ಕೋಡ್" ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಮೂಲತಃ 1990 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಡಾ. ಡೇವಿಡ್ ಸಿ. ಶ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಮತ್ತು ಎನ್ವೈಯುನಲ್ಲಿನ ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಈ ವಿಧಾನವು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಮತ್ತು ಯುಕಾರ್ಯೋಟಿಕ್ ಜೀನೋಮ್ಗಳೆರಡಕ್ಕೂ ಅನೇಕ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಅನುಕ್ರಮ ಯೋಜನೆಗಳ ಜೋಡಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅವಿಭಾಜ್ಯ ಅಂಗವಾಗಿದೆ. ನಂತರದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಡಿಎನ್ಎ ಕರಗುವಿಕೆ, ಡಿಎನ್ಎ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಅಥವಾ ಎಂಜೈಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಲೇಬಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಆಧುನಿಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆಃ ಲೈಸ್ಡ್ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಡಿಎನ್ಎಯನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ಗಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಅಣುಗಳ "ಲೈಬ್ರರಿ" ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡಿ. ಎನ್. ಎ. ಯ ಒಂದು ಅಣುವನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದಾಗಿ ಫ್ಲೋರೊಸೆಂಟ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಲೈಡ್ ಮೇಲೆ ವಿಸ್ತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಅಥವಾ ಉದ್ದವಾಗುತ್ತದೆ). ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುವು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ಜೀರ್ಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀರ್ಣಕಾರಿ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅಣು ತುಣುಕುಗಳು ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಸೀಳು ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿನ ತುದಿಯನ್ನು ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ರೇಖೀಯ ಡಿಎನ್ಎ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವದಿಂದಾಗಿ), ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಬಹುದಾದ ಅಂತರವನ್ನು ಬಿಡುತ್ತದೆ. ಇಂಟರ್ಕ್ಯಾಲೇಟಿಂಗ್ ಡೈನಿಂದ ಕೂಡಿದ ಡಿಎನ್ಎ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯಿಂದ ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮಗ್ರ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಏಕ ಅಣುಗಳ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಕ್ಷೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಒಮ್ಮತದ, ಜೀನೋಮಿಕ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಕ್ಷೆಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ನ ಇತಿಹಾಸ ಆರಂಭಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುಗಳನ್ನು ಕವರ್ ಸ್ಲಿಪ್ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಸ್ಲೈಡ್ ನಡುವೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಕರಗಿದ ಅಗರೋಸ್ನಲ್ಲಿ ನಿಗದಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಕಿಣ್ವವನ್ನು ಡಿಎನ್ಎ ನಿಯೋಜನೆಗೆ ಮೊದಲು ಕರಗಿದ ಅಗರೋಸ್ನೊಂದಿಗೆ ಮೊದಲೇ ಬೆರೆಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸೀಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲಾಯಿತು. ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಜೆಲ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನೊಳಗೆ ನಿಶ್ಚಲಗೊಳ್ಳುವ ಬದಲು, ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ~ 30 ಕೆಬಿ ಯಿಂದ 800 ಬಿಪಿ ಗಾತ್ರದ ತುಣುಕುಗಳವರೆಗೆ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಸುಧಾರಿಸಿದೆ. ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಸಮಾನಾಂತರ ಕಿಣ್ವ ಸಂಸ್ಕರಣೆಗಾಗಿ ಸ್ಲೈಡ್ನಲ್ಲಿ (ಮೈಕ್ರೋಅರೇಯಂತಹ) ಅನೇಕ ಏಕ ಅಣುಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಚುಕ್ಕೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಏಕೀಕರಣ, ಚಿತ್ರ ಸ್ವಾಧೀನಕ್ಕಾಗಿ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ, ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಚಿತ್ರ ಚಲನೆ ದೃಷ್ಟಿ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಕ್ಷೆ ನಿರ್ಮಾಣಕ್ಕಾಗಿ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸಲು ಕ್ಲಸ್ಟರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್, ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೈ-ಥ್ರೋಪುಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್, ಒಂದೇ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಗುರುತಿಸಲಾದ ಮೈಕ್ರೋಅರೇಗಳು ದೊಡ್ಡ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಗಮನಿಸಿ, ಸಮಾನಾಂತರ ಮೈಕ್ರೋಚಾನಲ್ಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೃದು ಶಿಲಾಮುದ್ರಣವನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ನ್ಯಾನೊಕೋಡಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುವ ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು "ನ್ಯಾನೊಕೋಡಿಂಗ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ನಲ್ಲಿನ ಸುಧಾರಣೆಯು, ನ್ಯಾನೊಕೋಫಿನ್ಮೆಂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಉದ್ದವಾದ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುಗಳನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಥ್ರೋಪುಟ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೋಲಿಕೆಗಳು ಇತರ ನಕ್ಷೆ ತಂತ್ರಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ನಕ್ಷೆ ತಂತ್ರಗಳಿಗಿಂತ ಒಎಂನ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಅದು ಡಿಎನ್ಎ ತುಣುಕಿನ ಕ್ರಮವನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನಿರ್ಬಂಧದ ನಕ್ಷೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕ್ರಮವನ್ನು ಪುನರ್ನಿರ್ಮಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುಗಳಿಂದ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅಬೀಜ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ಅಥವಾ ಪಿಸಿಆರ್ ಕಲಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರತಿ ಒಎಂ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಇನ್ನೂ ತಪ್ಪು ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಣಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಾ ನಿರ್ಬಂಧ ತಾಣಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ತಾಣಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ, ಒಂದೇ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಪ್ರದೇಶದ ಅಣುಗಳಿಂದ ಅನೇಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಒಮ್ಮತದ ನಕ್ಷೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇತರ ಜೀನೋಮ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನಗಳು ಜೀನೋಮ್ಗಳ ನಡುವೆ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಜೀನೋಮಿಕ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು (ಇಂಡೆಲ್ಗಳು, ನಕಲುಗಳು, ವಿಲೋಮಗಳು, ಸ್ಥಳಾಂತರಗಳು) ಗುರುತಿಸಲು ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ. ಇತರ ವಿಧಗಳ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೋಅರೇಗಳು, ಪಲ್ಸ್ಡ್-ಫೀಲ್ಡ್ ಜೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫೋರೆಸಿಸ್, ಸೈಟೋಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಪೇಯರ್ಡ್-ಎಂಡ್ ಟ್ಯಾಗ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಸೇರಿವೆ. ಉಪಯೋಗಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ, ಪರಾವಲಂಬಿಗಳು ಮತ್ತು ಶಿಲೀಂಧ್ರಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀನೋಮ್ ನಿರ್ಬಂಧದ ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಜೀನೋಮ್ಗಳನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾಫೋಲ್ಡ್ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಲು ಸಹ ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜೋಡಣೆಗೆ ಸ್ಕ್ಯಾಫೋಲ್ಡ್ಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು, ತಿಳಿದಿರುವ ಅನುಕ್ರಮ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿಲಿಕೋದಲ್ಲಿನ ನಿರ್ಬಂಧಿತ ತಾಣಗಳಿಗಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಅನುಕ್ರಮ ಕಾಂಟಿಗ್ಗಳನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾದ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಕ್ಷೆಗೆ ಜೋಡಿಸಬಹುದು. ವಾಣಿಜ್ಯ ಕಂಪನಿಯಾದ ಒಪ್ಜೆನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಜೀನೋಮ್ಗಳಿಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ಯುಕಾರ್ಯೋಟಿಕ್ ಜೀನೋಮ್ಗಳಿಗಾಗಿ, ಕೇವಲ ಡೇವಿಡ್ ಸಿ. ಶ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು (ಈಗ ಮ್ಯಾಡಿಸನ್-ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್ನಲ್ಲಿದೆ) ಇಲಿ, ಮಾನವ, ಅಕ್ಕಿ ಮತ್ತು ಮೆಕ್ಕೆ ಜೋಳಕ್ಕಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಎನ್ನುವುದು ಅನುಕ್ರಮ-ಮೂಲಕ-ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸುವ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುವ ಏಕ ಅಣು ಡಿಎನ್ಎ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಎಸ್ಎಂಆರ್ಟಿ ಅನುಕ್ರಮಗಳಂತಹ ಇತರ ಏಕ ಆಣ್ವಿಕ ಅನುಕ್ರಮ ವಿಧಾನಗಳಂತೆಯೇ, ಈ ತಂತ್ರವು ಡಿಎನ್ಎಯ ಆರಂಭಿಕ ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ಅನುಕ್ರಮ ಬಹು ಪ್ರತಿಗಳನ್ನು ವರ್ಧಿಸುವ ಬದಲು ಒಂದೇ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್-ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲಾದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳನ್ನು ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ಗಳ ಬಳಕೆಯ ಮೂಲಕ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯಿಂದ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು ಮೂಲತಃ 2003ರಲ್ಲಿ ಡೇವಿಡ್ ಸಿ. ಶ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಮತ್ತು ಅರವಿಂದ್ ರಾಮನಾಥನ್ ಅವರು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಸೈಕಲ್ ಈ ಕೆಳಗಿನವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರದ ಅವಲೋಕನವಾಗಿದೆ. ಹಂತ 1: ಜೀನೋಮಿಕ್ ಡಿಎನ್ಎಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲು ಡಿಎನ್ಎ ಬಾರ್ಕೋಡಿಂಗ್ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಡಿ. ಎನ್. ಎ ಅಣುಗಳು ತೊಡಕಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಚಾನೆಲ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಿಎನ್ಎ ಅನ್ನು ಚಾನೆಲ್ಗಳ ಮೂಲಕ ಹರಿಯಲು ಅನುಮತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಅಣುಗಳನ್ನು ನಂತರ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ತಂತ್ರದ ಮೂಲಕ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಸ್ಥಳೀಕರಣಕ್ಕೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡಲು ನಿರ್ಬಂಧದ ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ಬಾರ್ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆ ಹಂತಗಳಿಗಾಗಿ "ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ" ದ ಮೇಲಿನ ವಿಭಾಗವನ್ನು ನೋಡಿ. ಹಂತ 2: ಆರೋಹಿತವಾದ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುಗಳನ್ನು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ನಿಕ್ ಮಾಡಲು ಡಿಎನ್ಎಸ್ I ಅನ್ನು ಒತ್ತುವ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಡಿನೇಸ್ I ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ತೊಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ನಿಕ್ಗಳ ಸರಾಸರಿ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಡಿನೇಸ್ Iನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಹೊಮ್ಮುವ ಸಮಯವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಹಂತ 3: ಗ್ಯಾಪ್ ರಚನೆ ಟಿ 7 ಎಕ್ಸೋನ್ಯೂಕ್ಲೀಸ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿನ ನಿಕ್ಗಳನ್ನು 5 '-3' ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಅಂತರವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಅತಿಯಾದ ಡಬಲ್-ಸ್ಟ್ರಾಂಡೆಡ್ ಬ್ರೇಕ್ಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು T7 ಎಕ್ಸೋನ್ಯೂಕ್ಲೀಸ್ನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು. ಹಂತ 4: ಪ್ರತಿ ಡಿ. ಎನ್. ಎ ಅಣುವಿನ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಅನೇಕ ಗ್ಯಾಪ್ಡ್ ಸೈಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್-ಲೇಬಲ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳನ್ನು (ಎಫ್. ಡಿ. ಎನ್. ಟಿ. ಪಿ. ಗಳು) ಅಳವಡಿಸಲು ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಡಿ. ಎನ್. ಎ. ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮಿಶ್ರಣವು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಎಫ್ಡಿಎನ್ಟಿಪಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಪ್ರಕಾರದ ಅನೇಕ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಿಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಎಫ್ಡಿಎನ್ಟಿಪಿ ಸೇರ್ಪಡೆಯ ಮುಂದಿನ ಚಕ್ರದ ತಯಾರಿಯಲ್ಲಿ ಅಸಂಘಟಿತ ಎಫ್ಡಿಎನ್ಟಿಪಿಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ವಿವಿಧ ತೊಳೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಂತ 5: ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಈ ಹಂತವು ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಂತರ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿತ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್-ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಿದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಎಣಿಸುತ್ತದೆ. ಹಂತ 6: ಫೋಟೊಬ್ಲೆಚಿಂಗ್ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಬಳಸುವ ಲೇಸರ್ ಬೆಳಕನ್ನು ಸಹ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಸಂಕೇತವನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸಲು ಇಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಕೌಂಟರ್ ಅನ್ನು ಮರುಹೊಂದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಕೌಂಟರ್ ಅನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ನ ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಅಂಶವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ನ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಲೇಬಲ್ ಅನ್ನು ಅದರ ಸಂಯೋಜನೆಯ ನಂತರ ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದಿಲ್ಲ. ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಲೇಬಲ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕದಿರುವುದು ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮಿತವ್ಯಯಕಾರಿಯಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಲೇಬಲ್ಗಳನ್ನು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಅಳವಡಿಸುವ ಅಗತ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಲೇಬಲ್ಗಳ ಬೃಹತ್ ಪ್ರಮಾಣದಿಂದಾಗಿ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಹಂತ 7: ಪ್ರತಿ ಬಾರಿಯೂ ವಿಭಿನ್ನ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್-ಲೇಬಲ್ಡ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ (ಎಫ್ಡಿಎನ್ಟಿಪಿ) ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು 4 ರಿಂದ 6 ಹಂತಗಳನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಿ. ಬಯಸಿದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಅನುಕ್ರಮಗೊಳಿಸುವವರೆಗೆ ಇದನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂಕ್ತವಾದ ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ನ ಆಯ್ಕೆಯು ಮೂಲ ಸೇರ್ಪಡೆ ಹಂತದ ದಕ್ಷತೆಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕುಃ ಸತತ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ಎಫ್ಡಿಎನ್ಟಿಪಿಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ 3 '-5' ಎಕ್ಸೋನ್ಯೂಕ್ಲೀಸ್ನ ಕೊರತೆ ಮತ್ತು ಹೊಸದಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾದ ಎಫ್ಡಿಎನ್ಟಿಪಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಪ್ರೂಫ್ ರೀಡಿಂಗ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಕೊರತೆ ತಪ್ಪು-ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಷ್ಠೆ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಟೆಂಪ್ಲೆಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಚಟುವಟಿಕೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮೇಲ್ಮೈ) ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ವಿವಿಧ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ಗಳಿಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಆದ್ಯತೆ, ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್-ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳ ಮೇಲಿನ ಲಿಂಕರ್ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಬಫರ್ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು ಸಹ ಬೇಸ್ ಅಡಿಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಮತ್ತು ಸತತ ಎಫ್. ಡಿ. ಎನ್. ಟಿ. ಪಿ ಸಂಯೋಜನೆಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಲು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳಾಗಿವೆ. ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ಏಕ-ಅಣು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಕನಿಷ್ಠ ಡಿಎನ್ಎ ಮಾದರಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದರಿಂದ, ಮಾದರಿ ತಯಾರಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸಲು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿ ವರ್ಧನೆಯ ಹಂತವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣು ಟೆಂಪ್ಲೆಟ್ಗಳು (~ 500 ಕೆಬಿ) ವರ್ಸಸ್ ಸಣ್ಣ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣು ಟೆಂಪ್ಲೆಟ್ಗಳು (<1 ಕೆಬಿ) ಹೆಚ್ಚಿನ ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಬೃಹತ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಅನುಕ್ರಮಗಳನ್ನು ಓದುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಈ ಸಣ್ಣ ಅನುಕ್ರಮವು ಡಿ ನೊವೊ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜೀನೋಮ್ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸಿಂಗ್ಗಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುವಿನ ಟೆಂಪ್ಲೆಟ್ಗಳನ್ನು (~ 500 ಕೆಬಿ) ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವು ಸಣ್ಣ ಟೆಂಪ್ಲೆಟ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹಲವಾರು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆಃ ಈ ದೊಡ್ಡ ಡಿಎನ್ಎ ಟೆಂಪ್ಲೆಟ್ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಜೀನೋಮಿಕ್ ಸ್ಥಳೀಕರಣವನ್ನು ವಿಶ್ವಾಸದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲು "ಡಿಎನ್ಎ ಬಾರ್ಕೋಡ್" ಮಾಡಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ದೊಡ್ಡ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ನಿಂದ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾದ ಯಾವುದೇ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ವಿಶ್ವಾಸದೊಂದಿಗೆ ಜೀನೋಮ್ನ ಮೇಲೆ ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಂದ ಅನುಕ್ರಮ ರೀಡ್ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ವಿಶ್ವಾಸದೊಂದಿಗೆ ಇರಿಸಬಹುದು ಆದರೆ ಸಣ್ಣ ರೀಡ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತವೆ. ಏಕ-ಅಣು ಬಾರ್ಕೋಡ್ಗಳನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖ ಜೀನೋಮ್ನೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊಕೋಡಿಂಗ್ನಂತಹ ವಿಶೇಷ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳು ಮತ್ತು ತಂತ್ರಾಂಶಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒಂದೇ ದೊಡ್ಡ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಅಣುವಿನಿಂದ ಅನೇಕ ಅನುಕ್ರಮಗಳು ಓದುತ್ತವೆ. ಈ ಬಹು ಅನುಕ್ರಮಗಳು ಡಿ ನೊವೊ ಜೋಡಣೆಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಜೀನೋಮಿಕ್ ಮರುಜೋಡಣೆ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಅಸ್ಪಷ್ಟಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು "ಯಾವುದೇ ಜೋಡಣೆಯ ದೋಷಗಳಿಂದ ಅಂತರ್ಗತವಾಗಿ ಮುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತವೆ". ಅನುಕ್ರಮ ಸ್ವಾಧೀನದೊಂದಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ಡಿಎನ್ಎ ಆಣ್ವಿಕ ಮಾದರಿಗಳ ಆಣ್ವಿಕ ಬಾರ್ಕೋಡಿಂಗ್ ವಿಶಾಲ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀನೋಮಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಅನಾನುಕೂಲಗಳು ಒಂದೇ ಅಣುವಿನ ಡಿಎನ್ಎ ಅನುಕ್ರಮಕ್ಕೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಅನುಕ್ರಮ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಒದಗಿಸುವ ಅನಗತ್ಯ ಓದುವ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಿಂದ ವಿಶ್ವಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲು ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟದ ನಿಖರತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ಎಳೆಗಳ ಮೇಲೆ ನಿಕ್ಗಳು ಅನುಕ್ರಮ-ಮೂಲಕ-ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್-ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲಾದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದ ನಂತರ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಈ ಬೃಹತ್ ಲೇಬಲ್ಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಬಹು ಸಂಯೋಜನೆಯು ಕಷ್ಟವಾಗಬಹುದು. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಒಪ್ಜೆನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಸೊಲ್ಯೂಷನ್ಸ್ ಡಾ. ಡೇವಿಡ್ ಸಿ. ಶ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಲ್ಯಾಬ್ ಬಯೋಫಿಸಿಕ್ಸ್ ಜೀನೋಮಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಗಳು ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಆಣ್ವಿಕ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ