GIẢI TRÌNH TỰ SANGER

Giải trình tự Sanger (Sanger sequencing) là một phương pháp xác định trình tự nucleotide của DNA, được phát triển bởi Frederick Sanger vào năm 1977. Đây là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong sinh học phân tử, đặc biệt trong nghiên cứu di truyền và y học.

Nguyên lý của giải trình tự Sanger

Phương pháp này dựa trên cơ chế tổng hợp DNA có chọn lọc, sử dụng:

1.                 DNA khuôn: Chuỗi DNA cần xác định trình tự.

2.                 Mồi (Primer): Một đoạn oligonucleotide ngắn để khởi động quá trình tổng hợp DNA.

3.                 DNA polymerase: Enzyme xúc tác tổng hợp DNA.

4.                 dNTPs (deoxynucleotide triphosphates): Các nucleotide bình thường (A, T, C, G) giúp kéo dài chuỗi DNA.

5.                 ddNTPs (dideoxynucleotide triphosphates): Các nucleotide biến đổi, khi gắn vào chuỗi DNA sẽ ngăn chặn sự kéo dài tiếp theo.

Các bước thực hiện

1.                 Chuẩn bị phản ứng

o                  Trộn DNA khuôn, mồi, DNA polymerase, dNTPs và một lượng nhỏ ddNTPs được đánh dấu bằng chất huỳnh quang hoặc phóng xạ.

2.                 Tổng hợp DNA

o                  DNA polymerase gắn các dNTP vào chuỗi đang kéo dài.

o                  Khi một ddNTP được gắn vào, chuỗi dừng kéo dài do thiếu nhóm 3'-OH.

o                  Quá trình này tạo ra nhiều đoạn DNA có độ dài khác nhau, kết thúc bằng một ddNTP nhất định.

3.                 Tách DNA bằng điện di mao quản

o                  Các đoạn DNA được tách ra bằng phương pháp điện di trên gel polyacrylamide hoặc điện di mao quản.

o                  Các ddNTP được đánh dấu huỳnh quang giúp máy tự động đọc trình tự DNA.

4.                 Đọc kết quả

o                  Máy giải trình tự phân tích tín hiệu huỳnh quang để xác định trình tự nucleotide theo thứ tự từ ngắn đến dài.

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm

·                     Độ chính xác cao (~99,99%).

·                     Phù hợp với các đoạn DNA ngắn (từ 100 - 1000 bp).

·                     Tiêu chuẩn vàng trong kiểm chứng kết quả từ các phương pháp khác (như NGS).

Nhược điểm

·                     Tốc độ chậm và tốn kém khi giải trình tự bộ gene lớn.

·                     Không phù hợp với các genome có kích thước lớn (như người, động vật).

·                     Hiệu suất thấp hơn so với công nghệ giải trình tự thế hệ mới (NGS).

Ứng dụng của giải trình tự Sanger

·                     Xác định đột biến gen trong các bệnh di truyền.

·                     Kiểm tra tính chính xác của các trình tự DNA nhân bản.

·                     Phân tích gen của virus, vi khuẩn để nghiên cứu dịch tễ học.

·                     Hỗ trợ pháp y và nghiên cứu sinh học tiến hóa.

Giải trình tự Sanger vẫn được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu và y học, đặc biệt khi cần độ chính xác cao cho các đoạn DNA ngắn. Tuy nhiên, đối với các dự án lớn hơn (như giải trình tự toàn bộ hệ gene), các phương pháp giải trình tự thế hệ mới (NGS - Next Generation Sequencing) đang dần thay thế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

UpToDate 2025