Sequenziergeräten

Sequenziergeräte sind Instrumente, die die Reihenfolge der Nukleotide in DNA oder RNA ermitteln. Sie bilden die technologische Grundlage moderner Genomik, klinischer Diagnostik, biologischer Forschung und forensischer Analysen. Der Begriff umfasst Systeme unterschiedlicher Generationen und Technologien, die sich in Durchsatz, Lese-Länge und Fehlerprofil unterscheiden.

Historisch begann die Sequenzierung mit dem Sanger-Verfahren, das Didesoxynukleotide verwendet und capillarelektrophoretisch trennt. Das Verfahren eignet sich gut für einzelne Sequenzen, hat aber begrenzten Durchsatz. Seit den 2000er-Jahren prägen Next-Generation Sequencing (NGS) Plattformen den Markt: Illumina-Sequenzierung durch Sequencing by Synthesis mit Clustering; Ion-Torrent-Systeme, die Veränderungen im Ionenfluss detektieren; sowie Third-Generation-Systeme wie PacBio SMRT und Oxford Nanopore, die lange Leseabschnitte ermöglichen.

Durchsatz, Lese-Länge und Genauigkeit variieren erheblich. Illumina-Systeme liefern hohen Durchsatz mit kurzen Reads und hoher Basengenauigkeit; PacBio und Nanopore ermöglichen lange Reads, teils über mehrere zehntausend Basen, mit roh höheren Fehlerraten, die durch Tiefe der Abdeckung oder Polier-Analysen oft kompensiert werden. Die Wahl der Technologie hängt von der Anwendung, Kosten und erforderlicher Lese-Länge ab.

Typischer Ablauf in einem Sequenzierprojekt umfasst Probenaufbereitung, Bibliothekenerstellung, Sequenzierlauf und Bioinformatik-Analysen. Ausgabedateien umfassen Formate wie FASTQ, BAM/CRAM und VCF. Sequenziergeräte finden Anwendung in der Genomik, Transkriptomik, Metagenomik, klinischer Diagnostik, Landwirtschaft und forensischen Untersuchungen. Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf höhere Durchsätze, längere Reads, Portabilität und schnellere Analysen.