WGS

di Claudia Bertonati - Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)

WGS (Whole-genome shotgun)

Claudia Bertonati

Tecnica sperimentale di sequenziamento dell’intero genoma di un organismo. Il nome shotgun (mitragliatrice) suggerisce la creazione caotica (non controllata) di numerosi piccoli frammenti di DNA a cui poi è necessario assegnare un ordine di assemblaggio. Il passaggio successivo è l’assemblaggio di piccoli frammenti di DNA sovrapponibili (ossia aventi la stessa sequenza di basi nucleotidiche alle proprie estremità): questo accoppiamento è reso possibile solo dall’uso di tecniche computazionali. Il processo di frazionamento e sequenziamento del DNA è ripetuto per molti cicli producendo un numero elevatissimo di frazioni di DNA: in media si genera un numero di frammenti pari a ca. 8 volte la lunghezza dell’intero genoma. Solamente la generazione di un numero così elevato di piccoli frammenti garantisce l’esistenza di un numero adeguato di sequenze sovrapponibili che permettono quindi la ricostruzione dell’intero genoma. Ovviamente, lo sviluppo di tecniche computazionali sempre più precise e raffinate, capaci di allineare un numero enorme di piccole sequenze di DNA (nel caso del Progetto genoma umano sono state create ca. 70.000.000 sequenze) garantisce un’accettabile bassa frequenza di errore nella ricostruzione dell’intero genoma. Sono noti alcuni problemi nell’applicazione di questa tecnica: uno dei più frequenti è costituito dall’esistenza, in molti genomi, di un elevato numero di ripetizione (le basi nucleotidiche che costituiscono le sequenze di DNA sono ripetute nello stesso ordine). Il processo di assemblaggio dei frammenti è reso quindi difficoltoso dall’esistenza di frammenti molto simili. La tecnica fu adottata per la prima volta nel 1995 dal The Institute for Genomic Research (TIGR) per sequenziare il genoma del batterio Haemophilus influenzae; in seguito nel 2000 la Celera Genomics sequenziò il genoma della fruit fly (il moscerino della frutta, Drosophila melanogaster), e la tecnica è stata poi applicata per il sequenziamento dell’intero genoma umano nel 2004.

→ Biosfera. Aspetti genomici dell’oceanografia microbica

Vedi anche
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