{"id":1378951,"date":"2024-08-21T15:43:00","date_gmt":"2024-08-21T13:43:00","guid":{"rendered":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/?p=1378951"},"modified":"2026-06-17T15:48:53","modified_gmt":"2026-06-17T13:48:53","slug":"sekwencjonowanie-calego-genomu-a-genotypowanie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/blog\/sekwencjonowanie-calego-genomu-a-genotypowanie\/","title":{"rendered":"Sekwencjonowanie ca\u0142ego genomu a genotypowanie"},"content":{"rendered":"\n

Zale\u017cy od jako\u015bci, a nie od ilo\u015bci danych<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Kwas dezoksyrybonukleinowy, w skr\u00f3cie DNA, jest no\u015bnikiem informacji genetycznej i znajduje si\u0119 w j\u0105drze niemal ka\u017cdej kom\u00f3rki naszego cia\u0142a. Mo\u017cemy go sobie wyobrazi\u0107 jako \u201eksi\u0105\u017ck\u0119 z przepisami\u201d, w kt\u00f3rej poszczeg\u00f3lne przepisy reprezentuj\u0105 geny. Dzi\u0119ki genomom kom\u00f3rka potrafi wytworzy\u0107 produkty ko\u0144cowe, kt\u00f3rymi w wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w s\u0105 bia\u0142ka. Te z kolei pe\u0142ni\u0105 w naszym organizmie r\u00f3\u017cne funkcje, od budulcowych, regulacyjnych i transportowych po wiele innych. Je\u015bli w tych przepisach (genach) pojawi si\u0119 jaki\u015b b\u0142\u0105d, produkt ko\u0144cowy mo\u017ce mie\u0107 inne w\u0142a\u015bciwo\u015bci lub w og\u00f3le nie powsta\u0107. B\u0142\u0119dy te nazywamy \u201emutacjami\u201d i to w\u0142a\u015bnie one w du\u017cej mierze odpowiadaj\u0105 za r\u00f3\u017cne r\u00f3\u017cnice w naszym organizmie.<\/p>\n\n\n\n

To, co konkretnie jest zapisane w tych \u201eprzepisach\u201d, uda\u0142o nam si\u0119 odkry\u0107 dopiero na pocz\u0105tku tego stulecia, kiedy to naukowcy zsekwencjonowali ca\u0142y ludzki genom. Sk\u0142ada si\u0119 on z oko\u0142o 3 miliard\u00f3w element\u00f3w budulcowych, kt\u00f3re nazywamy tzw. \u201enukleotydami\u201d. Ca\u0142a sekwencja DNA sk\u0142ada si\u0119 z 4 podstawowych nukleotyd\u00f3w \u2013 adeniny, guaniny, cytozyny i tyminy. Z tego powodu w sekwencji DNA spotykamy litery A, G, C i T. Sam ci\u0105g liter nic nam jednak nie m\u00f3wi. Dzisiaj wiemy ju\u017c, \u017ce geny stanowi\u0105 jedynie oko\u0142o 2% ludzkiego genomu, a mamy ich oko\u0142o 20 000. Reszty w zasadzie nie znamy, cho\u0107 wiemy, \u017ce r\u00f3wnie\u017c w tej cz\u0119\u015bci znajduj\u0105 si\u0119 obszary istotne dla prawid\u0142owego funkcjonowania naszych kom\u00f3rek.<\/p>\n\n\n\n

Jak bardzo r\u00f3\u017cnimy si\u0119 od siebie z punktu widzenia genetyki?<\/h2>\n\n\n\n

Nasze DNA jest identyczne w 99,9%. Na pierwszy rzut oka mo\u017ce si\u0119 wydawa\u0107, \u017ce prawie si\u0119 nie r\u00f3\u017cnimy. Je\u015bli jednak we\u017amiemy pod uwag\u0119 wielko\u015b\u0107 naszego genomu, oka\u017ce si\u0119, \u017ce r\u00f3\u017cnimy si\u0119 w oko\u0142o 3 milionach nukleotyd\u00f3w. I w\u0142a\u015bnie te miejsca, w kt\u00f3rych w populacji wyst\u0119puj\u0105 r\u00f3\u017cne litery, s\u0105 przedmiotem ogromnego zainteresowania wielu bada\u0144. Dzi\u0119ki tym badaniom wiemy dzi\u015b na przyk\u0142ad, \u017ce je\u015bli w konkretnym miejscu w DNA wyst\u0119puje u Ciebie jaka\u015b konkretna litera, to masz zwi\u0119kszon\u0105 genetyczn\u0105 predyspozycj\u0119 do rozwoju jakiej\u015b choroby. Dzi\u0119ki ogromnemu post\u0119powi w dziedzinie \u201eodczytywania\u201d DNA niemal ka\u017cdy ma dzi\u015b mo\u017cliwo\u015b\u0107 zajrzenia bezpo\u015brednio do swoich kom\u00f3rek, do sekwencji swojego DNA. Jest to naprawd\u0119 fenomenalne osi\u0105gni\u0119cie nauki, bior\u0105c pod uwag\u0119, \u017ce jeszcze na pocz\u0105tku tego stulecia zsekwencjonowanie jednego ludzkiego genomu kosztowa\u0142o oko\u0142o 3 miliard\u00f3w dolar\u00f3w i trwa\u0142o 13 lat. Dzisiaj koszt sekwencjonowania jednego genomu spad\u0142 poni\u017cej 1000 dolar\u00f3w, a samo sekwencjonowanie trwa zaledwie kilka minut.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Obecnie stosuje si\u0119 g\u0142\u00f3wnie dwie metody analizy DNA \u2013 sekwencjonowanie i genotypowanie.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Sekwencjonowanie<\/h2>\n\n\n\n

Jedn\u0105 z technik stosowanych do okre\u015blenia sekwencji DNA jest tzw. sekwencjonowanie, czyli ustalenie kolejno\u015bci nukleotyd\u00f3w w genomie danej osoby. Obecnie stosuje si\u0119 g\u0142\u00f3wnie dwa podej\u015bcia, a mianowicie tzw. sekwencjonowanie ca\u0142ego eksomu i ca\u0142ego genomu.<\/p>\n\n\n\n

Sekwencjonowanie ca\u0142ego eksomu<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Technologia sekwencjonowania ca\u0142ego eksomu skupia si\u0119 wy\u0142\u0105cznie na konkretnych fragmentach genomu, kt\u00f3re dostarczaj\u0105 informacji niezb\u0119dnych do syntezy bia\u0142ek. Zak\u0142ada si\u0119, \u017ce te fragmenty, zwane \u201eeksonami\u201d, stanowi\u0105 oko\u0142o 1% ludzkiego genomu. Wszystkie eksony w genomie razem nazywane s\u0105 \u201eeksonomem\u201d, dlatego te\u017c metoda ich sekwencjonowania znana jest jako sekwencjonowanie ca\u0142ego eksonomu. Podej\u015bcie to pozwala zidentyfikowa\u0107 mutacje w regionie koduj\u0105cym dowolnego genu, a nie tylko w kilku wybranych genach. A poniewa\u017c wi\u0119kszo\u015b\u0107 znanych mutacji powoduj\u0105cych choroby wyst\u0119puje w\u0142a\u015bnie w eksonach, ta metoda sekwencjonowania jest skuteczna w identyfikacji takich potencjalnych mutacji.<\/p>\n\n\n\n

Sekwencjonowanie ca\u0142ego genomu<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Wiadomo jednak, \u017ce r\u00f3wnie\u017c mutacje poza obszarami ekson\u00f3w mog\u0105 wp\u0142ywa\u0107 na aktywno\u015b\u0107 gen\u00f3w i syntez\u0119 bia\u0142ek, a tym samym prowadzi\u0107 do r\u00f3\u017cnych chor\u00f3b. W\u0142a\u015bnie dlatego najdoskonalsz\u0105 metod\u0105 jest sekwencjonowanie ca\u0142ego genomu, kt\u00f3re okre\u015bla kolejno\u015b\u0107 niemal wszystkich nukleotyd\u00f3w w genomie danej osoby.<\/p>\n\n\n\n

Obecnie najcz\u0119\u015bciej stosowan\u0105 metod\u0105 jest tzw. sekwencjonowanie ILLUMINA, dzi\u0119ki kt\u00f3remu powsta\u0142o ponad 90% wszystkich danych sekwencjonowania na \u015bwiecie. Nazwa tej metody nawi\u0105zuje do ameryka\u0144skiej firmy, kt\u00f3ra zajmuje si\u0119 opracowywaniem, produkcj\u0105 i sprzeda\u017c\u0105 system\u00f3w do analizy zmienno\u015bci genetycznej i funkcji biologicznych oraz kt\u00f3ra wprowadzi\u0142a t\u0119 metod\u0119 na rynek. Metoda ta opiera si\u0119 na wykrywaniu poszczeg\u00f3lnych nukleotyd\u00f3w (A, G, C i T) po ich wbudowaniu w rosn\u0105ce \u0142a\u0144cuchy DNA. Wykrywanie nukleotyd\u00f3w opiera si\u0119 na sygnale fluorescencyjnym, co oznacza, \u017ce ka\u017cdy nukleotyd jest oznaczony pewnym znacznikiem fluorescencyjnym (mo\u017cna to sobie wyobrazi\u0107 jako kolorowy znacznik), a po dodaniu go do \u0142a\u0144cucha komputer analizuje dany sygna\u0142.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Czy jednak wystarczy odczyta\u0107 ca\u0142y genom tylko raz?<\/h2>\n\n\n\n

Obecnie nie jeste\u015bmy jeszcze na etapie, na kt\u00f3rym wystarczy\u0142oby odczyta\u0107 ca\u0142y ludzki genom tylko raz. W chwili obecnej nie istniej\u0105 bowiem na tyle precyzyjne metody sekwencjonowania, aby podczas jednego odczytu bezb\u0142\u0119dnie odczyta\u0107 ca\u0142y genom. W\u0142a\u015bnie z tego powodu firma ILLUMINA zaleca co najmniej 30-krotne pokrycie. Oznacza to, \u017ce \u015brednio ka\u017cdy nukleotyd jest odczytywany niezale\u017cnie 30 razy.<\/p>\n\n\n\n

Niekt\u00f3re firmy oferuj\u0105 jednak obecnie sekwencjonowanie ca\u0142ego genomu przy znacznie mniejszym pokryciu, w niekt\u00f3rych przypadkach nawet przy pokryciu wynosz\u0105cym zaledwie 1x. W przypadku sekwencjonowania o tak niskim pokryciu odczytanie ca\u0142ego genomu jest obecnie niemo\u017cliwe. Jak zatem mo\u017cna u\u0142o\u017cy\u0107 ca\u0142\u0105 uk\u0142adank\u0119, skoro w odczycie brakuje niekt\u00f3rych element\u00f3w?<\/p>\n\n\n\n

Proces ten jest do\u015b\u0107 z\u0142o\u017cony, ale w uproszczeniu opiera si\u0119 na zasadzie tzw. \u201eimputacji\u201d. W ten spos\u00f3b uzupe\u0142nia si\u0119 statystycznie nieodczytane fragmenty na podstawie znanych haplotyp\u00f3w wyst\u0119puj\u0105cych w populacji. Wykorzystuje si\u0119 tu fakt, \u017ce poszczeg\u00f3lne nukleotydy nie s\u0105 dziedziczone osobno, lecz wsp\u00f3lnie w grupach, kt\u00f3re nazywamy \u201ehaplotypami\u201d. Aby jednak sekwencjonowanie o tak niskim pokryciu mo\u017cna by\u0142o uzna\u0107 za miarodajne, konieczne jest posiadanie du\u017cego i specyficznego dla danej populacji panelu referencyjnego, na podstawie kt\u00f3rego mo\u017cliwe b\u0119dzie uzupe\u0142nienie brakuj\u0105cych fragment\u00f3w genomu danej osoby z du\u017c\u0105 dok\u0142adno\u015bci\u0105. Jednak nawet przy spe\u0142nieniu tych warunk\u00f3w podej\u015bcie to nie nadaje si\u0119 do analizy bardzo rzadkich wariant\u00f3w genetycznych.<\/p>\n\n\n\n

Sekwencjonowanie okre\u015blonych gen\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n

W praktyce klinicznej cz\u0119sto nie sekwencjonuje si\u0119 ca\u0142ego genomu ani eksomu, lecz jedynie konkretne, wybrane fragmenty \u2013 a mianowicie okre\u015blone geny. To badanie diagnostyczne stanowi skuteczne narz\u0119dzie pozwalaj\u0105ce potwierdzi\u0107 lub wykluczy\u0107 wyst\u0119powanie konkretnej mutacji patogennej prowadz\u0105cej do powa\u017cnej choroby, kt\u00f3ra cz\u0119\u015bciej wyst\u0119puje w historii rodzinnej danego pacjenta.<\/p>\n\n\n\n

Genotypowanie<\/h2>\n\n\n\n

Mimo \u017ce sekwencjonowanie ca\u0142ego genomu zapewnia nam najlepszy obraz naszego genomu, nadal nale\u017cy ono do stosunkowo kosztownych metod. W\u0142a\u015bnie dlatego w komercyjnych testach DNA stosuje si\u0119 obecnie przede wszystkim metod\u0119 tzw. genotypowania, ze wzgl\u0119du na jej efektywno\u015b\u0107 pod wzgl\u0119dem stosunku ceny do wydajno\u015bci. Polega ona na analizie konkretnych miejsc w DNA na chipie. W odr\u00f3\u017cnieniu od sekwencjonowania ca\u0142ego genomu nie odczytuje si\u0119 wi\u0119c ca\u0142ego DNA, a jedynie konkretne miejsca, kt\u00f3re zosta\u0142y wybrane na podstawie tego, czy co\u015b o nich wiemy, a zatem czy potrafimy je z czym\u015b powi\u0105za\u0107. Miejsca te obejmuj\u0105 na przyk\u0142ad mutacje zwi\u0105zane z r\u00f3\u017cnymi chorobami lub z potencja\u0142em sportowym.<\/p>\n\n\n\n

Kt\u00f3re podej\u015bcie jest zatem obecnie bardziej odpowiednie w przypadku komercyjnych bada\u0144 genetycznych?<\/h2>\n\n\n\n

Jak ju\u017c wspomniano powy\u017cej, sama sekwencja nukleotyd\u00f3w w genomie nic nam nie m\u00f3wi; kluczowe znaczenie ma powi\u0105zanie konkretnych zmian z konkretnymi cechami.<\/p>\n\n\n\n

Sekwencjonowanie ca\u0142ego genomu zapewnia wprawdzie najbardziej kompleksowy obraz genomu danej osoby, jednak musi by\u0107 przeprowadzone w spos\u00f3b wysokiej jako\u015bci, z wystarczaj\u0105co du\u017cym pokryciem. Jest to jednak nadal stosunkowo kosztowne, a bior\u0105c pod uwag\u0119 fakt, \u017ce obecnie nie znamy funkcji wi\u0119kszo\u015bci miejsc w genomie, nie mo\u017cemy dzi\u015b uzna\u0107 tego podej\u015bcia za skuteczne w przypadku komercyjnych bada\u0144 genetycznych.<\/p>\n\n\n\n

W przypadku genotypowania nie analizuje si\u0119 ca\u0142ego genomu, a jedynie wybrane miejsca o znanej funkcji, w kt\u00f3rych cz\u0119sto r\u00f3\u017cnimy si\u0119 od siebie. To skuteczne podej\u015bcie pozwoli\u0142o obni\u017cy\u0107 cen\u0119 bada\u0144 genetycznych na tyle, \u017ce sta\u0142y si\u0119 one odpowiednim narz\u0119dziem do zastosowa\u0144 komercyjnych. W\u0142a\u015bnie dlatego my w DNA ERA r\u00f3wnie\u017c stosujemy to podej\u015bcie w naszych testach DNA.<\/p>\n\n\n\n

\u0179r\u00f3d\u0142a:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Li, Y., Willer, C., Sanna, S., & Abecasis, G. (2009). Genotype imputation. Annual review of genomics and human genetics, 10, 387-406.<\/li>\n\n\n\n
  2. Shendure, J., Balasubramanian, S., Church, G. M., Gilbert, W., Rogers, J., Schloss, J. A., & Waterston, R. H. (2017). DNA sequencing at 40: past, present and future. Nature, 550(7676), 345-353.<\/li>\n\n\n\n
  3. https:\/\/www.illumina.com\/science\/technology\/next-generation-sequencing\/plan-experiments\/coverage.html<\/a><\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    \u0179r\u00f3d\u0142a zdj\u0119\u0107:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. https:\/\/www.freepik.com\/photos\/technology\u2018>Technology photo created by freepik \u2013\u00a0www.freepik.com<\/a><\/li>\n\n\n\n
    2. https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/$1,000_genome#\/media\/File:Cost_per_Genome.png<\/a><\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Zale\u017cy od jako\u015bci, a nie od ilo\u015bci danych Kwas dezoksyrybonukleinowy, w skr\u00f3cie DNA, jest no\u015bnikiem informacji genetycznej i znajduje si\u0119 w j\u0105drze niemal ka\u017cdej kom\u00f3rki naszego cia\u0142a. Mo\u017cemy go sobie wyobrazi\u0107 jako \u201eksi\u0105\u017ck\u0119 z przepisami\u201d, w kt\u00f3rej poszczeg\u00f3lne przepisy reprezentuj\u0105 geny. Dzi\u0119ki genomom kom\u00f3rka potrafi wytworzy\u0107 produkty ko\u0144cowe, kt\u00f3rymi w wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w s\u0105 bia\u0142ka. Te […]<\/p>\n","protected":false},"author":876,"featured_media":1378957,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[58,59],"place-taxonomy":[],"class_list":["post-1378951","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized-sk","tag-analiza-dna","tag-dna-test"],"acf":[],"views":241,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1378951","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/876"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1378951"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1378951\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1378956,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1378951\/revisions\/1378956"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1378957"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1378951"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1378951"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1378951"},{"taxonomy":"place-taxonomy","embeddable":true,"href":"https:\/\/dnaera.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/place-taxonomy?post=1378951"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}