Sequenziertechniken

Sequenziertechniken bezeichnet Methoden zur Bestimmung der Nukleotidabfolge in Biomolekülen wie DNA oder RNA. Sie bilden die Grundlage moderner Genomik, Transkriptomik und diagnostischer Analytik.

Historisch dominierten Sanger-Sequenzierung und die Kettenterminierung die frühen Schritte, mit hoher Genauigkeit, aber geringem Durchsatz. Seit den 2000er-Jahren revolutionierte Next-Generation Sequencing (NGS) den Markt durch parallele Sequenzierung vieler Fragmente. Illumina-Plattformen nutzen Sequencing-by-Synthesis und liefern kurze Reads mit hoher Genauigkeit. Weitere NGS-Ansätze wie Ion Torrent unterscheiden sich in Technik und Fehlerprofilen.

Zusätzlich gibt es Third-Generation-Sequencing-Laufzeiten, die lange Reads ermöglichen. PacBio SMRT-Sequenzierung liefert einzelne lange Reads mit moderner Konsensusbildung, Oxford Nanopore ermöglicht ebenfalls sehr lange Reads und Echtzeit-Output, teils als portables Gerät. Langlesetechnologien erleichtern De-novo-Assembly, Strukturvarianzen und Metagenomik; sie weisen oft höhere Fehlerraten pro Base auf, heute aber durch Feineinstellungen und Konsensus reduziert.

Typische Arbeitsabläufe umfassen Probenentnahme, DNA- oder RNA-Extraktion, Bibliotheksvorbereitung (Fragmentierung, Adapter-Ligation), Sequenzierung und die Rohdatenproduktion. Die anschließende Bioinformatik umfasst Qualitätskontrolle, Trimmen, Abgleich gegen Referenzen oder De-novo-Assembly sowie Variantensuche oder Transkriptquantifizierung (RNA-Seq).

Anwendungen reichen von genomischer und exomischer Sequenzierung über Ziel- oder Panel-Sequenzierung, Transkriptomik, Epigenetik und Metagenomik bis hin zur klinischen Diagnostik, Landwirtschaft und Forensik. Vorteile sind hoher Durchsatz und fallweise sinkende Kosten pro Basenpaar; Einschränkungen umfassen komplexe Datenanalyse, Infrastrukturbedarf und platformabhängige Genauigkeitsunterschiede.