Secuenciación Ion Torrent

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La secuenciación por Ion Torrent es un método de secuenciación de ADN basado en la detección de protones liberados durante la polimerización del ADN. Por lo tanto, este método se guía a través de las polimerizaciones que se llevan a cabo en las cadenas simples de ADN en estudio.[1]

Este tipo de secuenciación difiere de los demás tipos en que no usan nucleótidos modificados y que la detección no se realiza vía óptica, sino por detección de pH.

Historia[editar]

Fue desarrollada por Ion Torrent Systems Inc. y salió al mercado en febrero de 2010. Ion Torrent patrocinó la máquina como un secuenciador rápido, compacto y económico que se puede utilizar en un gran número de laboratorios como un aparato de mesa.

Tecnología Aplicada[editar]

La incorporación de desoxirribonucleótidos trifosforilados (dNTP) en el ADN en replicación implica la generación de un enlace covalente y la liberación de un pirofosfato y un protón. El dNTP se incorpora exclusivamente en casos de complementariedad con el nucleótido de la cadena molde. Este principio es en el que se basa esta técnica de secuenciación.

En primer lugar, se aisla el ADN y se corta en fragmentos, los cuales se unen a pequeñas bolas denominadas bid. Cada una de ellas, unidas con millones de fragmentos de ADN, entran en los micropocillos de un microchip. A continuación, se baña el micro-chip con una solución de uno de los nucleótidos. Si el nucleótido se incorpora en la cadena de ADN, se libera un protón, el cual es detectado por la base del pocillo, la cual actúa como un mini-pHmetro (sensor iónico ISFET). Gracias a que cada lámina del microchip es semiconductora, se pueden detectar estos pequeños cambio iónicos.[2] Este proceso se repite cada 15 segundos con una nueva solución de cada nucleótido.

Las señales generadas en los pocillos se transmiten directamente a un ordenador, sin necesidad de ser procesadas durante la transferencia.

La exactitud que ha alcanzado el secuenciador en febrero de 2011 era de un 99.6% basada en lecturas de 50 bases, con 100Mb por cada ronda. La longitud de lectura en la misma fecha era de 100 pb. La exactitud para las repeticiones de homopolímeros de 5 repeticiones de longitud era de 98%. Se debe tener en cuenta que dichas cifras no se han verificado independientemente fuera de la empresa Ion Torrent.

Ventajas y Limitaciones[editar]

La principal ventaja de este proceso es la velocidad de secuenciación, así como los bajos costes de operación. Esto ha sido posible gracias a que no se utilizan nucleótidos modificados y a que la señal no es óptica. Dado que el sistema registra las incorporaciones de nucleótidos mediadas por polimerasa, la secuenciación ocurre a tiempo real. De hecho, la tasa de secuenciación está limitada por el la velocidad en que pasan los nucleótidos sustrato. Ion Torrent afirma que cada medida tarda 4 segundos y cada ronda de secuenciación aproximadamente una hora, tiempo en el que se secuencia entre 100-200 nucleótidos. Asimismo, cuenta con una escalabilidad enorme, pues simplemente se basa en reacciones que ocurren en la naturaleza pero llevadas a cabo en microchips semiconductores. Además, el precio es considerablemente bajo, siendo de unos 50,000 USD hacerse con un equipo y de alrededor de 1,000 USD realizar una ronde de secuenciación.[3]

No obstante, existen algunas limitaciones. Una de ellas son las repeticiones de bases. Si hay más de una base idéntica seguida en la cadena molde, se añadirán más dNTPs en el mismo momento, generando un cambio de pH más pronunciado, lo cual, actualmente, no se detecta con mucha precisión. Otra limitación sería la longitud de los fragmentos de ADN que se estudian. Éstos no pueden pasar de las 400 pares de bases, aunque esta limitación está bajo estudio por la compañía.[4]

Referencias[editar]

  1. Perkel, J., "Making contact with sequencing's fourth generation". Biotechniques, 2011.
  2. Pennisi, E. (2010). "Semiconductors inspire new sequencing technologies". Science 327(5970): 1190.
  3. Karow, J. (2010) "Ion Torrent Systems Presents $50,000 Electronic Sequencer at AGBT"
  4. Rusk, N. (2011)."Torrents of sequence". Nat Meth 8(1): 44-44.

Enlaces externos[editar]