Fyzické mapovanie - biológia
Fyzické mapovanie opisuje metódu, pri ktorej je možné získať sekvenciu chromozómu správnym usporiadaním klonov z procesu klon-po-klone-brokovnice. Rýchlosť mapovania génov sa za posledné roky znásobila vďaka novým bioinformatickým metódam.
Problém
Cieľom fyzického mapovania je vytvorenie úplnej sekvencie genómu. Pri sekvenovaní chromozómov vznikajú určité problémy, ktoré znamenajú, že je možné sekvenovať naraz iba sekcie s veľkosťou približne 800 bp. Jednou z možností, ako tento problém vyriešiť, je použiť ďalšie informácie na správne usporiadanie a usporiadanie úryvkov sekvencií a na získanie úplného chromozómu ako celku.
Biologické pozadie
Aby bolo možné vôbec určiť poradie klonov (klony v tomto kontexte označujú malé sekvencie DNA; klony preto, lebo sú čiastočnými kópiami chromozómu), musia sa klony prekrývať a sondy musia byť schopné určiť, či a ktoré klony sa prekrývajú. Aby sa získal dostatok klonov, chromozóm sa duplikuje a rozštiepi reštrikčnými enzýmami, ktoré sa v závislosti od metódy používajú na čiastočný problém s trávením, alebo k problém s dvojitým trávením vedie. Pred sekvenovaním klonov sa použije hybridizácia klonovej sondy na stanovenie, ktoré klony hybridizujú s ktorými sondami. Pretože sú sondy vybrané tak, aby sa (v ideálnom prípade) v chromozóme vyskytovali iba raz, je možné vytvoriť hybridizačnú maticu klonovej sondy, pomocou ktorej je možné určiť presah a usporiadanie klonov. Vedieť, ako sa klony prekrývajú, nemusí byť všetko potrebné radiť.
Bezchybný prípad
Za predpokladu všetkých klonov
- mať rovnakú dĺžku
- všetky prekrytia sú jedinečné (každá sonda sa viaže iba na jednom mieste) a
- všetky hybridizácie dosvedčujú skutočné prekrývanie
čo znamená, že žiadna hybridizácia sa neviaže na nesprávnom mieste, takže to vyzerá ako prekrytie tam, kde nie je, poradie klonov je možné jednoznačne určiť pomocou PQ stromu alebo riešením po sebe idúcich problém.
Hybridizačná matica klonu a sondy je dvojrozmerná matica, ktorej riadky predstavujú jeden klon na riadok, každý stĺpec predstavuje jednu sondu na stĺpec. Polia matice sú označené 1, ak príslušná sonda hybridizuje s príslušným klonom, inak 0.
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
Teraz hľadáme poradie stĺpcov v tejto matici M, aby v každom riadku bol presne jeden spojený blok. Takýto blok sa nazýva postupný. Takýto blok potom ukazuje, ktoré sondy sú na klone vedľa seba. Klony, ktoré čiastočne hybridizujú s rovnakými sondami, sa prekrývajú, ich neprekrývajúce sa časti sú naľavo a napravo od prekrývania.
Na vyriešenie tohto problému sa matica prevádza do dátovej štruktúry nazývanej PQ strom.