Articulo de referencia

Cobertura (genética)

Superposición del producto de tres ejecuciones de secuenciación, con la cobertura de secuencia de lectura indicada en cada punto. En genética , la cobertura es una de las varias...

Superposición del producto de tres ejecuciones de secuenciación, con la cobertura de secuencia de lectura indicada en cada punto.

En genética , la cobertura es una de las varias medidas de la profundidad o la exhaustividad de la secuenciación del ADN , y se expresa más específicamente en cualquiera de los siguientes términos:

  • La cobertura (o profundidad) de la secuencia es el número de lecturas únicas que incluyen un nucleótido determinado en la secuencia reconstruida. [ 1 ] [ 2 ] La secuenciación profunda se refiere al concepto general de buscar un alto número de lecturas únicas de cada región de una secuencia. [ 3 ]
  • Cobertura física , la longitud acumulada de lecturas o pares de lecturas expresada como un múltiplo del tamaño del genoma. [ 4 ]
  • Cobertura genómica : porcentaje de todos los pares de bases o loci del genoma cubiertos por la secuenciación.

Cobertura de secuencia

Razón fundamental

Aunque la precisión de secuenciación para cada nucleótido individual es muy alta, la gran cantidad de nucleótidos en el genoma implica que, si se secuencia un genoma individual solo una vez, habrá un número significativo de errores de secuenciación. Además, muchas posiciones en un genoma contienen polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) poco frecuentes. Por lo tanto, para distinguir entre errores de secuenciación y SNP reales, es necesario aumentar aún más la precisión de secuenciación mediante la secuenciación de genomas individuales un gran número de veces.

Secuenciación ultraprofunda

El término "ultraprofundo" a veces también puede referirse a una cobertura más alta (>100 veces), lo que permite la detección de variantes de secuencia en poblaciones mixtas. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] En el extremo, los enfoques de secuenciación con corrección de errores, como la secuenciación de profundidad máxima, pueden hacer que la cobertura de una región determinada se aproxime al rendimiento de una máquina de secuenciación, permitiendo coberturas de >10 8 . [ 8 ]

Secuenciación del transcriptoma

La secuenciación profunda de transcriptomas , también conocida como RNA-Seq , proporciona tanto la secuencia como la frecuencia de las moléculas de ARN presentes en un momento determinado en un tipo celular, tejido u órgano específico. [ 9 ] El recuento del número de ARNm codificados por genes individuales proporciona un indicador del potencial de codificación de proteínas, un factor importante que contribuye al fenotipo . [ 10 ] La mejora de los métodos de secuenciación de ARN es un área de investigación activa, tanto en términos de métodos experimentales como computacionales. [ 11 ]

Cálculo

La cobertura promedio para un genoma completo se puede calcular a partir de la longitud del genoma original ( G ), el número de lecturas ( N ) y la longitud promedio de lectura ( L ) comonorte×L/GRAMO{\textstyle N\times L/G}Por ejemplo, un genoma hipotético con 2000 pares de bases reconstruido a partir de 8 lecturas con una longitud media de 500 nucleótidos tendrá una redundancia de 2×. Este parámetro también permite estimar otras cantidades, como el porcentaje del genoma cubierto por las lecturas (a veces denominado amplitud de cobertura). Se desea una alta cobertura en la secuenciación de escopeta porque puede superar los errores en la identificación de bases y el ensamblaje. La teoría de la secuenciación de ADN aborda las relaciones entre dichas cantidades. [ 2 ]

Cobertura física

A veces se distingue entre cobertura de secuencia y cobertura física . Mientras que la cobertura de secuencia es el número promedio de veces que se lee una base, la cobertura física es el número promedio de veces que se lee una base o que es abarcada por lecturas emparejadas. [ 2 ] [ 12 ] [ 4 ]

Cobertura genómica

En términos de cobertura y precisión genómica, la secuenciación del genoma completo se puede clasificar ampliamente en cualquiera de las siguientes: [ 13 ]

  • Secuencia preliminar que cubre aproximadamente el 90% del genoma con una precisión de aproximadamente el 99,9%.
  • Una secuencia completa que cubre más del 95% del genoma con una precisión aproximada del 99,99%.

Producir una secuencia final de verdadera alta calidad según esta definición es muy costoso. Por lo tanto, la mayoría de los resultados de la " secuenciación del genoma completo " humano son secuencias preliminares (a veces con una precisión superior y otras veces inferior a la definida anteriormente). [ 13 ]

Referencias

  1. "Cobertura de secuenciación" . illumina.com . Educación de Illumina . Consultado el 08/10/2020 .
  2. 1 2 3 Sims, David; Sudbery, Ian; Ilott, Nicholas E.; Heger, Andreas; Ponting, Chris P. (2014). "Profundidad y cobertura de secuenciación: consideraciones clave en análisis genómicos". Nature Reviews Genetics . 15 (2): 121– 132. doi : 10.1038/nrg3642 . PMID 24434847 . S2CID 13325739 .  
  3. Mardis, Elaine R. (1 de septiembre de 2008). "Métodos de secuenciación de ADN de próxima generación". Annual Review of Genomics and Human Genetics . 9 (1): 387– 402. doi : 10.1146/annurev.genom.9.081307.164359 . ISSN 1527-8204 . PMID 18576944 .  
  4. 1 2 Ekblom, Robert; Wolf, Jochen BW (2014). "Una guía de campo para la secuenciación, ensamblaje y anotación del genoma completo" . Evolutionary Applications . 7 (9): 1026– 42. Bibcode : 2014EvApp...7.1026E . doi : 10.1111/eva.12178 . PMC 4231593. PMID 25553065 .  
  5. Ajay SS, Parker SC, Abaan HO, Fajardo KV, Margulies EH (septiembre de 2011). "Secuenciación precisa y completa de genomas personales" . Genome Res . 21 (9): 1498– 505. doi : 10.1101/gr.123638.111 . PMC 3166834. PMID 21771779 .  
  6. Mirebrahim, Hamid; Close, Timothy J.; Lonardi, Stefano (2015-06-15). "Metaensamblaje de novo de datos de secuenciación ultraprofunda" . Bioinformatics . 31 ( 12): i9– i16. doi : 10.1093/bioinformatics/btv226 . ISSN 1367-4803 . PMC 4765875. PMID 26072514 .   
  7. Beerenwinkel, Niko ; Zagordi, Osvaldo (1 de noviembre de 2011). "Secuenciación ultraprofunda para el análisis de poblaciones virales". Current Opinion in Virology . 1 (5): 413– 418. doi : 10.1016/j.coviro.2011.07.008 . PMID 22440844 . 
  8. Jee, J.; Rasouly, A.; Shamovsky, I.; Akivis, Y.; Steinman, S.; Mishra, B.; Nudler, E. (2016). "Tasas y mecanismos de mutagénesis bacteriana a partir de secuenciación de máxima profundidad" . Nature . 534 (7609): 693– 696. Bibcode : 2016Natur.534..693J . doi : 10.1038/nature18313 . PMC 4940094. PMID 27338792 .  
  9. Malone, John H.; Oliver, Brian (2011-01-01). "Microarrays, deep sequencing and the true measure of the transcriptome" . BMC Biology . 9 34. doi : 10.1186/1741-7007-9-34 . ISSN 1741-7007 . PMC 3104486. PMID 21627854 .   
  10. Hampton M, Melvin RG, Kendall AH, Kirkpatrick BR, Peterson N, Andrews MT (2011). "La secuenciación profunda del transcriptoma revela mecanismos adaptativos estacionales en un mamífero hibernante" . PLOS ONE . 6 (10) e27021. Bibcode : 2011PLoSO...627021H . doi : 10.1371/journal.pone.0027021 . PMC 3203946. PMID 22046435 .  
  11. Heyer EE, Ozadam H, Ricci EP, Cenik C, Moore MJ (2015). "Un método optimizado sin kit para hacer bibliotecas de secuenciación profunda específicas de cadena a partir de fragmentos de ARN" . Nucleic Acids Res . 43 (1): e2. doi : 10.1093/nar/gku1235 . PMC 4288154. PMID 25505164 .  
  12. Meyerson, M.; Gabriel, S.; Getz, G. (2010). "Avances en la comprensión de los genomas del cáncer mediante la secuenciación de segunda generación". Nature Reviews Genetics . 11 (10): 685– 696. doi : 10.1038/nrg2841 . PMID 20847746. S2CID 2544266 .  
  13. 1 2 Kris A. Wetterstrand, MS "El costo de secuenciar un genoma humano" . Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano .Última actualización: 1 de noviembre de 2021