Transmission electron microscopy DNA sequencing
டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை என்பது ஒற்றை மூலக்கூறு வரிசைமுறை தொழில்நுட்பமாகும், இது பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த முறை 1960 மற்றும் 70 களில் உருவாக்கப்பட்டது, ஆனால் மாதிரியின் சேதத்தின் அளவு அடையாளம் காணப்பட்டபோது ஆதரவை இழந்தது. எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியின் கீழ் டிஎன்ஏ தெளிவாக காட்சிப்படுத்தப்படுவதற்கு, அது கனமான அணுக்களால் பெயரிடப்பட வேண்டும். கூடுதலாக, சிறப்பு இமேஜிங் நுட்பங்கள் மற்றும் பிறழ்வு சரிசெய்யப்பட்ட ஒளியியல் ஆகியவை பெயரிடப்பட்ட டிஎன்ஏ மூலக்கூறைப் படம்பிடிக்கத் தேவையான தெளிவுத்திறனைப் பெறுவதற்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். கோட்பாட்டில், டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை மிக நீண்ட வாசிப்பு நீளங்களை வழங்க முடியும், ஆனால் எலக்ட்ரான் கற்றை சேதம் பிரச்சினை இன்னும் இருக்கலாம் மற்றும் தொழில்நுட்பம் இன்னும் வணிக ரீதியாக உருவாக்கப்படவில்லை. ஜேம்ஸ் வாட்சன் மற்றும் பிரான்சிஸ் கிரிக் டிஎன்ஏவின் கட்டமைப்பைக் கண்டறிந்த சில ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, ஃப்ரெடெரிக் சாங்கர் விரைவான டிஎன்ஏ வரிசைப்படுத்தலுக்கான முதல் முறையை வெளியிடுவதற்கு கிட்டத்தட்ட இரண்டு தசாப்தங்களுக்கு முன்பு, அமெரிக்க இயற்பியலாளரான ரிச்சர்ட் ஃபேய்ன்மேன், எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை ஒரு நாள் உயிரியலாளர்கள் "டிஎன்ஏ சங்கிலியில் உள்ள தளங்களின் வரிசையைக் காண" அனுமதிக்கும் கருவியாகக் கருதினார். எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை போதுமான சக்திவாய்ந்ததாக மாற்ற முடிந்தால், டிஎன்ஏ உட்பட எந்தவொரு மற்றும் அனைத்து இரசாயன சேர்மங்களின் அணு கட்டமைப்பையும் காட்சிப்படுத்த முடியும் என்று ஃபேய்ன்மேன் நம்பினார். 1970 ஆம் ஆண்டில், ஆல்பர்ட் க்ரீவ் ஒரு ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில் உயர் கோண வருடாந்திர இருண்ட புலம் இமேஜிங் (எச்ஏஏடிஎஃப்) இமேஜிங் நுட்பத்தை உருவாக்கினார். இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, மெல்லிய உருவமற்ற கார்பன் படலங்களில் தனிப்பட்ட கனமான அணுக்களை அவர் காட்சிப்படுத்தினார். 2010 ஆம் ஆண்டில் கிரிவனெக் மற்றும் சகாக்கள் எச்ஏஏடிஎஃப் முறையில் பல தொழில்நுட்ப மேம்பாடுகளைப் புகாரளித்தனர், இதில் பிறழ்வு சரிசெய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான் ஒளியியல் மற்றும் குறைந்த முடுக்கம் மின்னழுத்தம் ஆகியவை அடங்கும். பிந்தையது உயிரியல் பொருட்களின் இமேஜிங்கிற்கு முக்கியமானது, ஏனெனில் இது கற்றை சேதத்தை குறைக்க அனுமதிக்கிறது மற்றும் ஒளி அணுக்களுக்கான பட வேறுபாட்டை அதிகரிக்கிறது. இதன் விளைவாக, ஒரு போரான் நைட்ரைடு மோனோலேயரில் ஒற்றை அணு மாற்றீடுகளை படம்பிடிக்க முடியும். ஏராளமான இரசாயன மற்றும் ஒளிரும் வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட போதிலும், ஒற்றை மூலக்கூறு டிஎன்ஏ வரிசைமுறையைச் செய்வதற்கான ஒரு வழிமுறையாக எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி இன்னும் ஆராயப்பட்டு வருகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 2012 ஆம் ஆண்டில் ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகம், நியூ ஹாம்ப்ஷயர் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் இசட்எஸ் மரபியல் ஆகியவற்றின் விஞ்ஞானிகளுக்கு இடையிலான ஒத்துழைப்பு இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி டிஎன்ஏவின் நீண்ட வரிசைகளைப் படிக்கும் திறனை நிரூபித்தது, இருப்பினும் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பம் இன்னும் வணிக ரீதியாக கிடைக்கவில்லை. கோட்பாடு எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி 100 பிஎம் வரை தெளிவுத்திறனைப் பெறும் திறனைக் கொண்டுள்ளது, இதன் மூலம் நுண்ணோக்கி உயிரணு மூலக்கூறுகள் மற்றும் வைரஸ்கள், ரைபோசோம்கள், புரதங்கள், கொழுப்புகள், சிறிய மூலக்கூறுகள் மற்றும் ஒற்றை அணுக்கள் போன்ற கட்டமைப்புகளைக் கூட அவதானிக்க முடியும். எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி மூலம் கவனிக்கப்படும்போது டிஎன்ஏ தெரியும் என்றாலும், பெறப்பட்ட படத்தின் தெளிவுத்திறன் தனிப்பட்ட தளங்களின் வரிசையைப் புரிந்துகொள்ள அனுமதிக்கும் அளவுக்கு அதிகமாக இல்லை, அதாவது டிஎன்ஏ வரிசைமுறை. இருப்பினும், கனமான அணுக்கள் அல்லது உலோகங்களுடன் டிஎன்ஏ தளங்களின் வேறுபட்ட லேபிளிங்கின் மீது, தனிப்பட்ட தளங்களுக்கு இடையில் காட்சிப்படுத்தவும் வேறுபடுத்தவும் முடியும். எனவே, எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி வேறுபட்ட கன அணு டிஎன்ஏ லேபிளிங்குடன் இணைந்து டிஎன்ஏவின் வரிசையை தீர்மானிக்க நேரடியாக படம்பிடிக்க பயன்படுத்தப்படலாம். பணிப்பாய்வு படி 1-டிஎன்ஏ சிதைவு ஒரு நிலையான பாலிமரேஸ் சங்கிலி எதிர்வினை (பி. சி. ஆர்) போல, இரண்டாவது இழையை பெயரிடப்பட்ட நியூக்ளியோடைடுகளுடன் ஒருங்கிணைக்கப்படுவதற்கு முன்பு வரிசைப்படுத்தப்பட வேண்டிய இரட்டை சிக்கலான டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் சிதைக்கப்பட வேண்டும். படி 2-கனமான அணு முத்திரை குத்துதல் உயிரியல் மூலக்கூறுகளை (சி, எச், என், ஓ, பி, எஸ்) உருவாக்கும் கூறுகள் மிகவும் இலகுவானவை (குறைந்த அணு எண், இசட்) பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி மூலம் தனிப்பட்ட அணுக்களாக தெளிவாக காணப்படுகின்றன. இந்த சிக்கலைத் தவிர்க்க, டிஎன்ஏ தளங்களை கனமான அணுக்களால் (அதிக இசட்) பெயரிடலாம். ஒவ்வொரு நியூக்ளியோடைடும் ஒரு சிறப்பியல்பு கனமான முத்திரையுடன் குறிக்கப்படுகிறது, இதனால் அவை பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃபில் வேறுபடுகின்றன. ZS மரபியல் மூன்று கனமான லேபிள்களைப் பயன்படுத்த முன்மொழிகிறதுஃ புரோமின் (Z = 35), அயோடின் (Z = 53), மற்றும் ட்ரைகுளோரோமீத்தேன் (மொத்த Z = 63). இவை மைக்ரோகிராஃபில் வேறுபட்ட இருண்ட மற்றும் ஒளி புள்ளிகளாகத் தோன்றும், மேலும் நான்காவது டிஎன்ஏ தளம் பெயரிடப்படாமல் இருக்கும். ஹால்சியான் மூலக்கூறு, டோஸ்டே குழுவுடன் இணைந்து, பியூரின் மற்றும் பைரிமிடின் தளங்களை முறையே பிளாட்டினம் டையமின் அல்லது ஓஸ்மியம் டெட்ராக்சைடு பைபைரிடினுடன் செயல்பட முடியும் என்று முன்மொழிகிறது. ஆஸ்மியம் (Z = 76), இரிடியம் (Z = 77), தங்கம் (Z = 79), அல்லது யுரேனியம் (Z = 92) போன்ற கன உலோக அணுக்கள் பின்னர் இந்த செயல்பாட்டுக் குழுக்களுடன் உலோக-உலோகப் பிணைப்புகளை உருவாக்கி தனிப்பட்ட தளங்களை பெயரிட முடியும். படி 3-அடி மூலக்கூறில் டிஎன்ஏ சீரமைப்பு டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் ஒரு மெல்லிய, திடமான அடி மூலக்கூறில் நீட்டப்பட வேண்டும், இதனால் பெயரிடப்பட்ட தளங்களின் வரிசை எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃபில் தெளிவாகத் தெரியும். மூலக்கூறு இணைத்தல் என்பது டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகளை நீட்டிக்க குறைந்து வரும் காற்று-நீர் இடைமுகத்தின் சக்தியைப் பயன்படுத்தும் ஒரு நுட்பமாகும், இது உலர்ந்தவுடன் அவற்றை ஒரு சைலேன் அடுக்குடன் மாற்ற முடியாத வகையில் பிணைக்கிறது. திடமான அடி மூலக்கூறில் டிஎன்ஏவின் சீரமைப்பை அடைய இது ஒரு வழியாகும். படி 4-TEM இமேஜிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (TEM) மிக மெல்லிய மாதிரியின் வழியாக எலக்ட்ரான்களின் கற்றை கடந்து செல்வதன் மூலம் உயர் உருப்பெருக்கம், உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட படங்களை உருவாக்குகிறது. வழக்கமான TEM மூலம் அணுத் தெளிவுத்திறன் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ள நிலையில், இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனில் மேலும் முன்னேற்றம் ஏற்படுவதற்கு நுண்ணோக்கி லென்ஸ்களின் கோள மற்றும் வண்ண மாறுபாடுகளை சரிசெய்ய வேண்டும். இது ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில் மட்டுமே சாத்தியமானது, அங்கு ஒரு கேத்தோடு கதிர் குழாயைப் போலவே, நன்றாக கவனம் செலுத்திய எலக்ட்ரான் கற்றை மூலம் பொருளை ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் படம் பெறப்படுகிறது. இருப்பினும், தெளிவுத்திறனில் அடையப்பட்ட முன்னேற்றம், ஆய்வு செய்யப்பட்ட பொருளின் கதிர்வீச்சு, அதனுடன் தொடர்புடைய மாதிரி சேதம் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய இமேஜிங் கலைப்பொருட்கள் ஆகியவற்றுடன் சேர்ந்து வருகிறது. மாதிரியில் கனமான அல்லது லேசான அணுக்கள் உள்ளதா என்பதைப் பொறுத்து வெவ்வேறு இமேஜிங் நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றனஃ அனுலர் டார்க்-ஃபீல்ட் இமேஜிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி மாதிரியில் உள்ள அணுக்களின் கருக்களை திசைதிருப்பும்போது எலக்ட்ரான்களின் சிதறலை அளவிடுகிறது. கனமான அணுக்களைக் கொண்ட மாதிரிகளுக்கு இது மிகவும் பொருத்தமானது, ஏனெனில் அவை எலக்ட்ரான்களின் அதிக சிதறலை ஏற்படுத்துகின்றன. அணுக்களை போரான், நைட்ரஜன் மற்றும் கார்பன் போன்ற ஒளியாக சித்தரிக்க இந்த நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது; இருப்பினும், அத்தகைய ஒளி அணுக்களுக்கு சமிக்ஞை மிகவும் பலவீனமாக உள்ளது. பரவும் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைப்படுத்தலுக்கு வருடாந்திர இருண்ட புல நுண்ணோக்கி பயன்படுத்தப்பட்டால், டிஎன்ஏ தளங்களை கனமான அணுக்களுடன் பெயரிடுவது நிச்சயமாக அவசியம், இதனால் ஒரு வலுவான சமிக்ஞையைக் கண்டறிய முடியும். வருடாந்திர பிரகாசமான புலம் இமேஜிங் மாதிரியின் மூலம் நேரடியாக பரவும் எலக்ட்ரான்களைக் கண்டறிந்து, அணு கருக்களுடன் அவற்றின் தொடர்புகளால் உற்பத்தி செய்யப்படும் அலை குறுக்கீட்டை அளவிடுகிறது. இந்த நுட்பம் வருடாந்திர இருண்ட புலம் இமேஜிங் முறைகளை விட அதிக உணர்திறன் கொண்ட ஒளி அணுக்களைக் கண்டறிய முடியும். உண்மையில், ஆக்சிஜன், நைட்ரஜன், லித்தியம் மற்றும் படிக திடப்பொருட்களில் உள்ள ஹைட்ரஜன் ஆகியவை வருடாந்திர பிரகாசமான புல எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி படம்பிடிக்கப்பட்டுள்ளன. எனவே, டிஎன்ஏ சங்கிலியில் உள்ள அணுக்களின் நேரடி படங்களைப் பெறுவது கோட்பாட்டளவில் சாத்தியமாகும்; இருப்பினும், டிஎன்ஏவின் அமைப்பு படிக திடப்பொருட்களை விட வடிவியல் மிகவும் குறைவாக உள்ளது, எனவே முன் லேபிளிங் இல்லாமல் நேரடி இமேஜிங் அடையப்படாமல் போகலாம். படி 5-தரவு பகுப்பாய்வு எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃபில் உள்ள இருண்ட மற்றும் பிரகாசமான புள்ளிகள், வேறுபட்ட பெயரிடப்பட்ட டிஎன்ஏ தளங்களுடன் தொடர்புடையவை, கணினி மென்பொருளால் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. பயன்பாடுகள் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை இன்னும் வணிக ரீதியாக கிடைக்கவில்லை, ஆனால் இந்த தொழில்நுட்பம் ஒரு நாள் வழங்கக்கூடிய நீண்ட வாசிப்பு நீளங்கள் பல்வேறு சூழல்களில் பயனுள்ளதாக இருக்கும். டி நோவோ மரபணு அசெம்பிளி ஒரு மரபணுவை வரிசைப்படுத்தும் போது, அது ஒரு ஒற்றை ரீட்டில் வரிசைப்படுத்த போதுமான குறுகிய துண்டுகளாக பிரிக்கப்பட வேண்டும். இந்த ரீட்களை ரீட்களுக்கு இடையில் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கும் பகுதிகளை சீரமைப்பதன் மூலம் ஒரு ஜிக்சா புதிர் போல மீண்டும் ஒன்றாக இணைக்க வேண்டும்; இந்த செயல்முறை டி நோவோ ஜீனோம் அசெம்பிளி என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு வரிசைமுறை தளம் வழங்கும் நீண்ட வாசிப்பு நீளம், நீண்ட ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்த பகுதிகள் மற்றும் மரபணுவை இணைப்பது எளிதானது. ஒரு கணக்கீட்டு கண்ணோட்டத்தில், மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாங்கர் வரிசைமுறை இன்னும் எந்த குறிப்பு மரபணு வரிசைமுறையும் இல்லாத மரபணுக்களை வரிசைப்படுத்தவும் ஒருங்கிணைக்கவும் மிகவும் பயனுள்ள வழியாகும். ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட வாசிப்பு நீளங்கள் தனிப்பட்ட வரிசைமுறை வாசிப்புகளுக்கு இடையில் கணிசமான ஒன்றுடன் ஒன்று வழங்குகின்றன, இது அசெம்பிளியில் அதிக புள்ளிவிவர நம்பிக்கையை அனுமதிக்கிறது. கூடுதலாக, நீண்ட சாங்கர் ரீட்களால் மீண்டும் மீண்டும் நிகழும் டிஎன்ஏ வரிசையின் பெரும்பாலான பகுதிகளை பரப்ப முடியும், இல்லையெனில் தவறான சீரமைப்புகளை ஏற்படுத்துவதன் மூலம் வரிசை கூட்டத்தை குழப்புகிறது. இருப்பினும், சாங்கர் வரிசைமுறையின் டி நோவோ மரபணு அசெம்பிளி மிகவும் விலை உயர்ந்தது மற்றும் நேரத்தை எடுத்துக்கொள்கிறது. இரண்டாம் தலைமுறை வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்கள், குறைந்த விலை கொண்டவை என்றாலும், குறுகிய வாசிப்பு நீளங்கள் காரணமாக டி நோவோ மரபணு அசெம்பிளிக்கு பொதுவாக தகுதியற்றவை. பொதுவாக, டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை உள்ளிட்ட மூன்றாம் தலைமுறை வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்கள், குறைந்த வரிசைமுறை செலவைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் வாசிப்பு நீளத்தை மேம்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. இவ்வாறு, மூன்றாம் தலைமுறை வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்கள் மேம்படும்போது, விரைவான மற்றும் மலிவான டி நோவோ மரபணு அசெம்பிளி ஒரு யதார்த்தமாக மாறும். ஒரு ஹாப்லோடைப் என்பது ஒற்றை குரோமோசோமில் ஒன்றாக மரபுவழி பெறப்பட்ட இணைக்கப்பட்ட அல்லீல்களின் தொடர் ஆகும். டிஎன்ஏ வரிசைமுறை ஒரு ஹாப்லோடைப் உருவாக்கும் ஒற்றை நியூக்ளியோடைடு பாலிமார்பிசம்கள் (எஸ்என்பி) அனைத்தையும் மரபணு வகைப்படுத்த பயன்படுத்தப்படலாம். இருப்பினும், குறுகிய டிஎன்ஏ வரிசைமுறை பெரும்பாலும் படிப்படியாக இருக்க முடியாது; அதாவது, ஹெட்ரோசைகஸ் மாறுபாடுகளை சரியான ஹாப்லோடைப்க்கு நம்பிக்கையுடன் ஒதுக்க முடியாது. உண்மையில், குறுகிய வாசிப்பு டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தரவுகளுடன் ஹாப்லோடைப்பிங்கிற்கு எஸ்என்பிகளை துல்லியமாக அடையாளம் காண மிக அதிக கவரேஜ் (ஒவ்வொரு டிஎன்ஏ தளத்தின் சராசரி> 50x கவரேஜ்) தேவைப்படுகிறது, அதே போல் பெற்றோரிடமிருந்து கூடுதல் வரிசைமுறை தரவுகளும் தேவைப்படுகின்றன, இதனால் மெண்டேலியன் பரிமாற்றத்தை ஹாப்லோடைப்ஸ்களை மதிப்பிட பயன்படுத்தலாம். டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை உட்பட நீண்ட ரீட்களை உருவாக்கும் வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்கள், முழு ஹாப்லோபிளாக்குகளையும் ஒரே ரீட்டில் பிடிக்க முடியும். அதாவது, ஹாப்லோடைப்ஸ்கள் பல ரீட்களுக்கு இடையில் பிரிக்கப்படவில்லை, மேலும் மரபணு ரீதியாக இணைக்கப்பட்ட அல்லீல்கள் வரிசைமுறை தரவுகளில் ஒன்றாக உள்ளன. எனவே, நீண்ட வாசிப்புகள் ஹாப்லோடைப்பிங்கை எளிதாகவும் துல்லியமாகவும் ஆக்குகின்றன, இது மக்கள்தொகை மரபியல் துறைக்கு நன்மை பயக்கும். நகல் எண் மாறுபாடுகள் பொதுவாக டிப்ளாய்டு மனித மரபணுவில் இரண்டு பிரதிகளில் உள்ளன; இந்த நிலையான நகல் எண்ணிலிருந்து விலகும் மரபணுக்கள் நகல் எண் மாறுபாடுகள் (சிஎன்வி) என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன. நகல் எண் மாறுபாடு தீங்கற்றதாக இருக்கலாம் (இவை பொதுவாக பொதுவான மாறுபாடுகள், நகல் எண் பாலிமார்பிசம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன) அல்லது நோய்க்கிருமியாக இருக்கலாம். சிஎன்வி-கள் ஃப்ளோரசன்ஸ் இன் சிட்டு ஹைப்ரிடைசேஷன் (ஃபிஷ்) அல்லது ஒப்பீட்டு மரபணு ஹைப்ரிடைசேஷன் (சிஜிஹெச்) மூலம் கண்டறியப்படுகின்றன. ஒரு நீக்குதல் ஏற்படும் குறிப்பிட்ட பிரேக் பாயிண்டுகளைக் கண்டறிய, அல்லது ஒரு நகல் அல்லது பெருக்க நிகழ்வால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட மரபணு புண்களைக் கண்டறிய, சிஜிஹெச் ஒரு டைலிங் வரிசையைப் (வரிசை சிஜிஹெச்) பயன்படுத்தி செய்யப்படலாம், அல்லது மாறுபட்ட பகுதியை வரிசைப்படுத்தலாம். நீண்ட வரிசைமுறை வாசிப்புகள் நகல்கள் அல்லது பெருக்கங்களை பகுப்பாய்வு செய்ய குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் அவை ஒற்றை வரிசைமுறை வாசிப்பில் பிடிக்கப்பட்டால் பெருக்கப்பட்ட பிரிவுகளின் நோக்குநிலையை பகுப்பாய்வு செய்ய முடியும். புற்றுநோய் மரபியல் அல்லது ஆன்கோஜெனமிக்ஸ் என்பது வளர்ந்து வரும் துறையாகும், இதில் உயர்-செயல்திறன், இரண்டாம் தலைமுறை டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பம் முழு புற்றுநோய் மரபணுக்களையும் வரிசைப்படுத்த பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த குறுகிய வாசிப்பு வரிசைமுறை தரவை பகுப்பாய்வு செய்வது குறுகிய வாசிப்பு தரவைப் பயன்படுத்தி டி நோவோ மரபணு அசெம்பிளியுடன் தொடர்புடைய அனைத்து சிக்கல்களையும் உள்ளடக்கியது. மேலும், புற்றுநோய் மரபணுக்கள் பெரும்பாலும் அனெப்லோயிட் ஆகும். இந்த பிறழ்வுகள், அடிப்படையில் பெரிய அளவிலான நகல் எண் மாறுபாடுகள், நகல் எண்ணை மதிப்பிடுவதற்கு வாசிப்பு அதிர்வெண்ணைப் பயன்படுத்தி இரண்டாம் தலைமுறை வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களால் பகுப்பாய்வு செய்யப்படலாம். இருப்பினும், நீண்ட வாசிப்புகள், நகல் எண், பெருக்கப்பட்ட பகுதிகளின் நோக்குநிலை மற்றும் புற்றுநோய் மரபணுக்களில் உள்ள எஸ். என். பி. க்கள் பற்றிய மிகவும் துல்லியமான படத்தை வழங்கும். மைக்ரோபயோம் வரிசைமுறை மைக்ரோபயோம் என்பது ஒரு நுண்ணுயிரியில் இருக்கும் நுண்ணுயிரிகளின் மொத்த தொகுப்பு மற்றும் அந்தந்த மரபணுக்களைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு மதிப்பிடப்பட்ட 100 டிரில்லியன் நுண்ணுயிர் செல்கள் எந்த நேரத்திலும் மனித உடலில் குடியேறுகின்றன. மனித நுண்ணுயிரிகள் குறிப்பாக ஆர்வமாக உள்ளன, ஏனெனில் இந்த காமன்ஸல் பாக்டீரியாக்கள் மனித ஆரோக்கியத்திற்கும் நோய் எதிர்ப்பு சக்திக்கும் முக்கியம். பூமியின் பெரும்பாலான பாக்டீரியா மரபணுக்கள் இன்னும் வரிசைப்படுத்தப்படவில்லை; ஒரு மைக்ரோபயோம் வரிசைமுறை திட்டத்தை மேற்கொள்வதற்கு விரிவான டி நோவோ மரபணு அசெம்பிளி தேவைப்படும், இது குறுகிய வாசிப்பு டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களுடன் அச்சுறுத்தலாக உள்ளது. நீண்ட வாசிப்புகள் புதிய நுண்ணுயிர் மரபணுக்களின் கூட்டத்தை பெரிதும் எளிதாக்கும். மற்ற இரண்டாம் மற்றும் மூன்றாம் தலைமுறை டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடுகையில், டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை பல முக்கிய பலங்களையும் பலவீனங்களையும் கொண்டுள்ளது, இது இறுதியில் எதிர்கால டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பமாக அதன் பயனையும் முக்கியத்துவத்தையும் தீர்மானிக்கும். வலிமை நீண்ட வாசிப்பு நீளங்கள்ஃ ZS மரபியல் பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறையின் சாத்தியமான வாசிப்பு நீளங்கள் 10,000 முதல் 20,000 அடிப்படை ஜோடிகளாக ஒரு நாளைக்கு 1.7 பில்லியன் அடிப்படை ஜோடிகள் என்ற விகிதத்தில் மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இத்தகைய நீண்ட வாசிப்பு நீளங்கள் மற்ற பயன்பாடுகளுடன் எளிதாக டி நோவோ மரபணு அசெம்பிளி மற்றும் ஹாப்லோடைப்ஸை நேரடியாகக் கண்டறிய அனுமதிக்கும். குறைந்த செலவுஃ டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறைக்கு ஒரு மனித மரபணுவுக்கு 5,000 அமெரிக்க டாலர் முதல் 10,000 அமெரிக்க டாலர் வரை மட்டுமே செலவாகும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இது மிகவும் விலையுயர்ந்த இரண்டாவது தலைமுறை டிஎன்ஏ வரிசைமுறை மாற்றுகளுடன் ஒப்பிடும்போது. டிஃபேசிங் இல்லைஃ தொகுப்பின் போது ஒத்திசைவு இழப்பு காரணமாக டிஎன்ஏ இழைகளை ஆழப்படுத்துவது இரண்டாம் தலைமுறை வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களின் முக்கிய சிக்கலாகும். டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறை மற்றும் பல மூன்றாம் தலைமுறை வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களுக்கு, ஒரு நேரத்தில் ஒரு மூலக்கூறு மட்டுமே படிக்கப்படுவதால், ரீட்களின் ஒத்திசைவு தேவையற்றது. குறுகிய திருப்புமுனை நேரம்ஃ டிஎன்ஏவின் சொந்த துண்டுகளைப் படிக்கும் திறன் சிக்கலான வார்ப்புரு தயாரிப்பை முழு மரபணு வரிசைமுறையின் பொதுவான பணிப்பாய்வில் தேவையற்ற படியாக ஆக்குகிறது. இதன் விளைவாக, குறுகிய திருப்புமுனை நேரங்கள் சாத்தியமாகும். பலவீனங்கள் அதிக மூலதனச் செலவுஃ பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைப்படுத்தலுக்குத் தேவையான போதுமான தெளிவுத்திறனுடன் ஒரு பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி தோராயமாக அமெரிக்க டாலர் 1,000,000 செலவாகும், எனவே இந்த முறையின் மூலம் டிஎன்ஏ வரிசைப்படுத்தலைத் தொடர கணிசமான முதலீடு தேவைப்படுகிறது. தொழில்நுட்ப ரீதியாக சவாலானதுஃ தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கனமான அணு லேபிளிங் மற்றும் பெயரிடப்பட்ட டி. என். ஏவை ஒரு அடி மூலக்கூறுடன் இணைத்து நேராக்குவது ஒரு தீவிர தொழில்நுட்ப சவாலாகும். மேலும், டிஎன்ஏ மாதிரி எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியின் உயர் வெற்றிடத்திற்கு நிலையானதாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களின் மையப்படுத்தப்பட்ட கற்றை மூலம் கதிர்வீச்சு இருக்க வேண்டும். சாத்தியமான பி. சி. ஆர் சார்பு மற்றும் கலைப்பொருட்கள்ஃ டிஎன்ஏ இழையை கனமான அணுக்கள் அல்லது உலோகங்களுடன் முத்திரை குத்துவதற்கான ஒரு வழிமுறையாக டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி டிஎன்ஏ வரிசைமுறையில் மட்டுமே பி. சி. ஆர் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், ஒற்றை பெருக்கத்தின் போது வார்ப்புரு பிரதிநிதித்துவம் அல்லது பிழைகளில் சார்பு அறிமுகப்படுத்துவதற்கான வாய்ப்பு இருக்கலாம். பிற வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒப்பீடு பல சாங்கர் அல்லாத இரண்டாவது மற்றும் மூன்றாம் தலைமுறை டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்கள் தற்போது உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன அல்லது உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன, அவை செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்கும், தனிப்பட்ட மரபணு மருத்துவத்தை முழுமையாக உணரக்கூடிய வகையில் செலவைக் குறைப்பதற்கும் பொதுவான நோக்கத்துடன் உள்ளன. எக்ஸ் பரிசு அறக்கட்டளை (சாண்டா மோனிகா, சிஏ, அமெரிக்கா) ஆதரவுடன் மரபியலுக்கான 10 மில்லியன் அமெரிக்க டாலர் ஆர்கான் எக்ஸ் பரிசு மற்றும் தேசிய மனித மரபணு ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தின் தேசிய சுகாதார நிறுவனங்களின் (என்ஐஎச்-என்எச்ஜிஆர்ஐ) ஆதரவுடன் 70 மில்லியன் அமெரிக்க டாலர் மானிய விருதுகள் இரண்டும் புதிய டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சியில் ஆராய்ச்சி நடவடிக்கைகளின் விரைவான வெடிப்பைத் தூண்டுகின்றன. வெவ்வேறு அணுகுமுறைகள், நுட்பங்கள் மற்றும் உத்திகள் ஒவ்வொரு டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பத்தையும் வரையறுக்கும் என்பதால், ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த பலம் மற்றும் பலவீனங்களைக் கொண்டுள்ளன. பல்வேறு இரண்டாம் மற்றும் மூன்றாம் தலைமுறை டிஎன்ஏ வரிசைமுறை தொழில்நுட்பங்களுக்கு இடையிலான முக்கியமான அளவுருக்களின் ஒப்பீடு அட்டவணை 1 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளது. குறிப்புகள் டிஎன்ஏ வரிசைமுறை எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி ஆய்வக நுட்பங்கள் நுண்ணுயிரியல் நுட்பங்கள் மூலக்கூறு உயிரியல் நுட்பங்கள் அறிவியல் நுட்பங்கள்