توالی مولکولهای آر ان ای به چه صورت است؟
توالی اسید نوکلئیک
همترازی توالی روشی است که در آن شباهت دو دنباله دی‌ان‌ای، آران‌ای یا پروتئین را که به دلیل شباهت ساختاری، عملکردی یا ارتباط تکاملی می‌تواند باشد، اندازه‌گیری می‌شود. هنگامی که توالی دو رشته که منشأ یکسانی داشته‌اند را بررسی می‌کنیم، عدم تطابق در یک مکان از هر دو رشته نشان یک جهش را در آن نقطه در طول روند تکامل نشان می‌دهد. این جهش‌ها در طول زمان در صورتی در جمعیت باقی خواهند ماند که عملکردهای اساسی و حیاتی موجود زنده را تحت تأثیر قرار ندهند؛ بنابراین، مکان‌هایی از یک توالی که در آن تعداد کمتری جهش تشخیص داده می‌شود به احتمال بالایی مربوط به عملکردهای اساسی و حیاتی موجود زنده هستند.
دی‌ان‌ای مکمل
تهیّهٔ cDNA ی یوکاریوتی که فاقد توالی‌های اینترون است، شامل مراحل زیر می‌باشد: آنزیم رونوشت بردار معکوس ضمن اسکن نمودن رشتهٔ mRNA با قرار دادن دئوکسی ریبو نوکلئوتید مکمل در مقابل هر نوکلئوتید mRNA نهایتاً منجر به سنتز DNA ی مکمل می‌گردد. نظریه توالی‌یابی دی‌ان‌ای
formula_19 توالی‌یابی
اساس این تکنیک استفاده از آنالوگ‌های شیمیایی نوکلئوتیدی بود که فاقد گروه OH بر روی کربن ′3 خود برای گسترش زنجیره DNA هستند و نمی‌توانند با ′5 فسفات بعدی خود واکنش دهند. بنابراین هنگامی که در زنجیره در حال تکثیر اسید نوکلئیک قرار گیرند واکنش متوقف خواهد شد. ترکیب ddNTPها همراه با غلظت‌های مشخص از dNTP استاندارد در واکنش سنتز دی‌ان‌ای منجر به تولید رشته‌های دی‌ان‌ای با طول‌های مختلف می‌شود (تولید رشته‌هایی که تنها در یک نوکلئوتید تفاوت طول دارند). این تکنیک نیازمند دی‌ان‌ای تک رشته‌ای به عنوان الگو است که با استفاده از فاژمیدها حاصل می‌شود. DNA تک رشته‌ای به همراه سایر مواد مورد نیاز سنتز DNA به چهار لوله آزمایش که هر کدام حاوی یک نوع باز ddNTP است انتقال داده می‌شود ddNTP به طور تصادفی توسط آنزیم دی‌ان‌ای پلیمراز به رشته در حال ساخت افزوده می‌شوند. نهایتا‌ً در هر لوله آزمایش قطعاتی با طول مختلف تولید می‌شود. قطعات تولید شده بر روی ژل پلی آکریل آمید اجرا می‌شوند و با استفاده از اتورادیوگراف بر روی ژل ظاهر می‌شوند. دقت، قدرت و سهولت در روش خاتمه زنجیره یا توالی‌یا‌بی سنگر باعث شد این تکنیک برای سال‌های متمادی مورد استفاده قرار گیرد. توالی‌های هسته‌ای پراکنده کوتاه
توالی‌های هسته ای پراکنده کوتاه یا SINEs عناصر قابل انتقال غیر مستقل و غیر کد کننده (TE) هستند که طول آنها در حدود ۱۰۰ تا ۷۰۰ جفت باز است. در حدود ۵٪ ژنوم انسان در برگیرندهٔ ۷۵۰۰۰۰ کپی از توالی‌های هسته ای پراکنده کوتاه یا SINE می‌باشد. شایع‌ترین توالی DNA از این نوع در حدود 300bp است که دارای تشابه توالی با ذره شناسایی سیگنال [signal recognition particle] در سنتز پروتئین می‌باشد. این توالی تکرارهای Alu نامیده شده زیرا دارای جایگاه شناسایی برای آنزیم محدودکننده AluI است. توالی‌یابی به روش سنگر
در تصویر راست، فیلم اشعه ایکس به ژل تابانده شده‌است و نقاط سیاه بیانگر قسمت‌های دی‌ان‌ای با اندازه مختلف هستند. هر خط سیاه بیانگر بخشی از دی‌ان‌ای است که به علت قرارگیری دیدئوکسی‌نوکلئوتایدها(ddATP, ddGTP, ddCTP, or ddTTP) به اتمام رسیده است. از مکان نسبی نوارهای مختلف می‌توان برای خواندن رشته دی‌ان‌ای استفاده کرد. توالی‌یابی آران‌ای
ترانسکریپتوم یک سلول به میزان زیادی متغیر است و در طول زمان تغییر می‌کند در صورتی که ژنوم سلول همواره ثابت و بدون تغییر باقی می‌ماند (بدون در نظر گرفتن جهش‌ها). پیشرفت‌های اخیر در توالی یابی نسل بعد باعث شده که بازهٔ پوشش توالی یابی توکلئوتید هایDNA و همچنین مقدار نمونهٔ ورودی برای توالی یابی افزایش پیدا کند. این پیشرفت‌ها توالی یابی رونوشت‌های RNA سلول را تسهیل می‌کند و به ما این امکان را می‌دهد که رونوشت‌های برش خورده (Spliced) ژن، تغییرات پس از رونویسی، همجوشی ژنها (gene fusion)، جهش‌ها و پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی (single-nucleotide polymorphism) و در نهایت تغییرات در بیان ژن را بررسی کنیم. ویروس‌های آر ان ای رشته منفی
ویروس‌های آر ان ای رشته منفی حاوی یک کمپلکس ریبونوکلئوپروتئین متشکل از ژنوم و یک آر دی آر پی متصل به هر بخش از ژنوم است که توسط یک کپسید احاطه شده‌است. کپسید از پروتئین‌هایی تشکیل شده‌است که ساختار چین خورده آنها شامل پنج مارپیچ آلفا در لوب ترمینال N (موتیف 5-H) و سه مارپیچ آلفا در لوب ترمینال C (موتیف 3-H) است. در داخل کپسید، ژنوم بین این دو نقوش قرار گرفته‌است. به استثنای خانواده "Aspiviridae"، ویروس‌های -اس اس آر ان ای حاوی یک پوشش ویروسی خارجی هستند، نوعی غشای لیپیدی که کپسید را احاطه کرده‌است. شکل ذره ویروس که ویریون نامیده می‌شود، ویروس‌های -اس اس آر ان ای متفاوت است و ممکن است رشته‌ای، پلئومورفیک، کروی یا لوله ای باشد. ارتعاش مولکولی
ارتعاش مولکولی هنگامی رخ می‌دهد که اتم‌ها در یک مولکول در حرکت دوره‌ای باشند. در حالی که به‌طور کلی مولکول‌ها دارای حرکت ثابت و حرکت چرخشی هستند. فرکانس حرکت دوره‌ای به عنوان فرکانس ارتعاش شناخته می‌شود. فرکانس‌های معمولی از لرزش‌های مولکولی از 10 تا 10 Hz متفاوت است که مربوط به طول موج حدود ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ سانتی‌متر است. به‌طور کلی یک مولکول با N اتم دارای 3N-۶ حالت طبیعی ارتعاش است، اما یک مولکول خطی دارای 3N-۵ حالت ارتعاش است. (زیرا چرخش در محور مولکولی آن مشاهده نمی‌شود) یک مولکول دو اتمی دارای یک حالت عادی ارتعاش است. ارتعاشات مولکولی هنگامی رخ می‌دهد که پیوندهای درون یک مولکول و اتم‌ها آن شروع به ارتعاش کنند و این اتفاقات با جذب انرژی توسط مولکول انجام می‌شود. ارتعاشات مولکول‌های قطبی و ناقطبی متفاوت است. حالت‌های عادی ارتعاش مولکول‌های قطبی مستقل از یک دیگر هستند، اما هر حالت عادی شامل ارتعاشات همزمان از قسمت‌های مختلف مولکول (مانند پیوندهای شیمیایی مختلف) است. انرژی جذب شده به صورت کوانتومی می‌باشد، در نتیجه هنگامی که مولکول یک کوانتومانرژی (E) را جذب کند، ارتعاش مولکولی رخ می‌دهد.E باتوجه به فرکانس لرزش،v، و رابطه پلانک E=hv (در این‌جا h،ثابت پلانک) محاسبه می‌شود. یک ارتعاش به هنگام جذب انرژی توسط مولکول درحالت پایه اتفاق می‌افتد. (به حالت پاییه توجه شود). وقتی پیوند دو کوانتوم انرژی جذب می‌کند، صوت اول پیوند تحریک می‌شود و به همین ترتیب صوت‌های بالاتری تحریک می‌شوند. تقریباً، حرکت ارتعاشی عادی را می‌توان به صورت حرکت نوسانگر هماهنگ ساده در نظر گرفت. در این تقریب، معادله انرژی ارتعاشی به صورت یک تابع درجه دوم است. اما در واقعیت این حرکت مانند حرکت نوسانگر هماهنگ ساده نیست و صوت اول این حرکت، فرکانسش کمی کمتر از دو برابر فرکانس اساسی است. نظریه توالی‌یابی دی‌ان‌ای
formula_15 ریبوز
ریبوز به شکل گسترده‌ای در ساختار و در اسکلت اصلی مولکولی به نام RNA یافت می‌شود. مولکول آر‌ان‌اِی مولکولی است که به طور گسترده در فرایند بیان ژن و رونویسی از ژن‌ها نقش دارد. وقتی ریبوز فسفریله شود، می‌تواند بخشی از مولکول‌های دیگری شود، مانند ATP و NADH که در متابولیسم نقش بسزایی دارند. ریبوز یک قند آلدو پنتوز است؛ زیرا که دارای پنج اتم کربن می‌باشد و در ساختار خطی و باز آن، یک گروه آلدئید در یک انتهای آن دیده می‌شود. در مولکول‌هایی چون DNA و RNA، کربن‌های ریبوز و دئوکسی ریبوز از '۱ تا '۵ نامگذاری می‌شوند (قرار دادی) و شماره گذاری از کربنی که دارای گروه آلدئید است شروع می‌شود (کربن '۱). دئوکسی ریبوز که به عنوان مشتقی از ریبوز شناخته می‌شود، به جای گروه هیدروکسیل، روی کربن شماره '۲، دارای یک اتم هیدروژن است (یک اتم اکسیژن کمتر دارد). سوخت‌وساز
دو اسیدنوکلوئیک دی‌ان‌ای و آران‌ای پلیمرهای نوکلئوتیدها هستند، هر نوکلئوتید از یک گروه فسفات متشکل از یک گروه قند ریبوز با یک پایه نیتروژنی تشکیل شده‌است. اسیدهای نوکلئیک برای ذخیره‌سازی و استفاده از اطلاعات ژنتیکی مهم هستند و در طول فرایندهای رونویسی و زیست‌ساخت پروتئین بیان می‌شوند. این اطلاعات توسط مکانیسم‌های بازسازی دی‌ان‌ای محافظت و توسط همانندسازی گسترش می‌یابند. بیشتر ویروس‌ها ژنوم آران‌ای دارند، به عنوان مثال اچ‌آی‌وی، از روش رونویسی معکوس برای تشکیل الگو دی‌ان‌ای از ژنوم آران‌ای ویروسی استفاده می‌کند. آران‌ای در ریبوزیم‌ها به عنوان پیرایشگر بوده و در ریبوزوم‌ها مشابه آنزیم‌هایی هستند که می‌توانند واکنش‌های شیمیایی را کاتالیز کنند. نوکلئوزیدهای منحصر به فرد توسط اتصال باز نوکلئوتیدی با یک قند ریبوز تشکیل می‌شوند. این بازهای حلقه هتروسیکلی حاوی نیتروژن، به نام پورین‌ها یا پریمیدین‌ها دسته‌بندی می‌شوند. نوکلئوتیدها به عنوان کوآنزیم در واکنش‌های انتقال گروه دگرگشتی نیز عمل می‌کنند. نظریه توالی‌یابی دی‌ان‌ای
formula_17 منحنی زد
توالی دی‌ان‌ای از چهار نوع نوکلئوتید با نام‌های آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین تشکیل شده‌است که با اختصار با علائم انگلسیی A, C، G, T نشان داده می‌شوند. تعداد ترکیب‌های ممکن وقتی دو تا از آنها را در نظر می‌گیریم شش مقدار متفاوت می‌باشد. این شش ترکیب عبارتند از: R (A/G) و Y (C/T) و M (A/C) و K (G/T) و W (A/T) و S (G/C). همانندسازی دی‌ان‌ای
در سلول‌های یوکاریوتی (هوهسته ای)، هر کروموزوم از دو مولکول دی‌ان‌ای طویل تشکیل شده‌است. اما طول دی‌ان‌ای آن‌قدر زیاد است که اگر قرار باشد یک کروموزوم انسان، مانند باکتری همانندسازی را از یک نقطه آغاز کند، همانندسازی هر کروموزوم ۳۳ روز طول می‌کشید! از این رو همانندسازی در سلول‌های یوکاریوتی و انسان در نقاط مختلف انجام می‌شود (در چند نقطه). دوراهی‌های همانندسازی مختلف، سبب می‌شوند تا یک کروموزوم انسان در حدود ۸ ساعت به‌طور کامل همانندسازی کند. توالی‌یابی دی‌ان‌ای
ساختار متعارف DNA شامل چهار باز تیمین (T)، آدنین (A)، سیتوزین (C) و گوانین (G) می‌باشد. توالی‌یابی DNA تعیین ترتیب فیزیکی این بازها در یک مولکول DNA است. با این حال، بازهای دیگری نیز می‌توانند در این مولکول وجود داشته باشند. در برخی از ویروس‌ها (به طور خاص باکتریوفاژ)، سیتوزین می‌تواند با متیل هیدروکسی یا سیتوزین گلوکز متیل هیدروکسی جایگزین شود. در DNA پستانداران، بازهای مختلف با گروه‌های متیل یا فسفوسولفات نیز می‌توانند یافت شوند. بسته به روش توالی‌یابی، تغییرات خاص مانند باز ۵ متیل سیتوزین که در انسان متداول است می‌تواند شناسایی شود. هم‌ترازسازی توالی
به‌طور معمول هم‌ترازی توالی‌ها هم به صورت گرافیکی و هم در قالب متنی ارائه می‌شود. در اکثر روش‌های نمایش هم‌ترازی توالی‌ها، توالی‌ها به صورت سطری مرتب و نوشته می‌شوند، به‌طوری‌که در نتیجه، پس ماندهای هم‌تراز شده درستون‌های پشت سر هم ظاهر می‌شوند. در قالب‌های متنی، ستون‌های هم‌تراز شده شامل کاراکترهای یکسان یا مشابه، با سیستمی از سمبل‌های محافظت شده نمایش داده می‌شوند. همان‌طور که در تصویر بالا می‌بینید، سمبل ستاره و سمبل پایپ برای نشان دادن یکسان بودن دو ستون استفاده شده‌است؛ بقیه نشانه‌های کمتر معمول شامل دو نقطه برای جانشینی محافظت شده و نقطه برای جانشینی نیمه محافظت شده‌است. بسیاری از برنامه‌های مشاهده توالی از رنگ‌ها نیز برای نمایش اطلاعات دربارهٔ ویژگی‌های عناصر توالی به صورت تکی استفاده می‌کند؛ در توالی‌های دی‌ان‌ای و آران‌ای، این کار معادل نشان دادن هرنوع نوکلئوتید با یک رنگ ویژه آن می‌باشد. در هم‌ترازی‌های پروتئین‌ها، مانند تصویر بالا، رنگ کردن معمولاً برای نشان دادن خصوصیات اسیدهای آمینه استفاده می‌شود که به تشخیص جانشینی‌های حفظ شدهٔ یک آمینو اسید مشخص کمک می‌کند. برای چند توالی با هم، آخرین سطر در هر ستون معمولاً توالی توافقی است که توسط هم‌ترازی تعیین شده‌است؛ توالی توافقی همچنین معمولاً در قالب گرافیکی با یک لوگو که اندازه هرحرف نوکلئوتید یا اسید آمینه در آن متناظر با درجه حفاظت شدگی آن است، نمایش داده می‌شود. آران‌ای
واکنش‌های فرآوری آن‌ها را آنزیم هایی بنام RNA-پلی‌مراز، که از دی‌ان‌آ به عنوان الگوی خود بهره می‌برد، آسان می‌شود، فرایند فرآوری آن‌ها به رونویسی مشهور است. آغاز رونویسی با پیوند یک آنزیم به چیدمان برانگیزنده، که به‌طور معمول در بالادست ژن جای دارد، آغاز می‌شود. زنجیرهٔ مارپیچ دوتایی DNA، به کمک آنزیم هلیکاز باز می‌شود. این آنزیم در درازای رشتهٔ الگو از سمت '۳ آن به '۵ آن پیش می‌رود و یک مولکول RNA مکمل را می‌سازد که این RNA از آنجایی که وارونهٔ رشتهٔ الگو می‌باشد از سمت '۵ آن به '۳ آن ساخته می‌شود. در ساخت RNA، چیدمان DNA پایان ساخت RNA را هم نشان خواهد داد. RNAها پس از رونویسی، به کمک آنزیم‌های دیگری فرآوری می‌شوند و سرانجام RNA ای را پدیدمی‌آورند که در ساخت پروتئین در فرایند رمزخوانی بکار برده می‌شوند. برای نمونه، در هوهسته‌ها یک دُم چندآدنینی در فرایند چندآدنینی‌شدن و در فرایندی دیگر یک کلاهک '۵ به آن‌ها افزوده می‌شوند. در یکی دیگر از بخش‌های این فرآوری، میانه‌ها به کمک آنزیم پیرایشگر در فرایند پیرایش برداشته می‌شوند. توالی اجماع
در زیست شناسی مولکولی و بیو انفورماتیک، توالی اجماع(مورد توافق)، ترتیب فراوان‌ترین واحد (residues)محاسبه شده در یک رشته -چه نوکلئوتید و چه اسید آمینه- است که در هر نقطه از تراز توالی(هم‌تراز کردن توالی) یافت شده‌است. توالی اجماع نتایج هم‌ترازسازی چند توالی  (MSA) را بیان می‌کند که توالی‌های به هم مرتبط با هم مقایسه و موتیفهای توالی (لوگوی دنباله های) مشابه محاسبه می‌شوند. این اطلاعات هنگامی که با آنزیم‌هایی با توالی مستقل مانند آران‌ای پلی‌مراز. کار می‌کنیم مهم هستند. دستگاه غشایی درونی
منافذ هسته‌ای از نظر انتخابی اجازه عبور مواد از هسته را می‌دهند و از هسته بسیار کارآمدتر هستند، زیرا پوشش هسته‌ای میزان رفت‌وآمد قابل توجهی دارد. آران‌ای و زیرواحدهای ریبوزوم باید به‌طور پیوسته از هسته به سیتوپلاسم منتقل شوند. هیستون‌ها، پروتئین‌های تنظیم کننده ژن، دی‌ان‌ای پلیمراز و آران‌ای پلی‌مراز و سایر مواد ضروری برای فعالیت‌های هسته‌ای باید از سیتوپلاسم به هسته وارد شوند. پوشش هسته‌ای یک یاختهٔ پستاندار معمولی شامل ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ مجموعهٔ منفذی است. اگر یاخته در حال ساخت دی‌ان‌ای باشد، هر مجموعه منفذی نیاز به انتقال حدود ۱۰۰ مولکول هیستون در دقیقه دارد. اگر یاخته به سرعت در حال رشد باشد، هر مجموعه باید حدود ۶ زیرواحد ریبوزومی بزرگ و کوچک تازه جمع شده در هر دقیقه را از هسته به سیتوزول - جایی که برای ساخت پروتئین‌ها استفاده می‌شوند - منتقل کند. ترتیب توالی نانوپوره
ترتیب توالی نانو از الکتروفورز برای انتقال نمونه ناشناخته از طریق دهانه ۱۰ − متر قطر استفاده می‌کند. یک سیستم nanopore همیشه حاوی یک محلول الکترولیتی است- وقتی یک میدان الکتریکی ثابت اعمال می‌شود، می‌توان یک جریان الکتریکی را در سیستم مشاهده کرد. بزرگی چگالی جریان الکتریکی در سرتاسر یک سطح نانوذرات بستگی به ابعاد نانوپور و ترکیب DNA یا RNA دارد که نانوذرات را اشغال می‌کند. تعیین توالی امکان‌پذیر است زیرا، هنگامی که به اندازه کافی به نانوذرات نزدیک باشید، نمونه‌ها باعث ایجاد تغییرات مشخص در چگالی جریان الکتریکی در سطوح نانوپور می‌شوند. هزینه کل جریان را از طریق یک کانال نانوحفره به انتگرال سطح شار چگالی جریان الکتریکی در سراسر واحد نانوحفره سطوح نرمال بین بار تی و t برابر است. آران‌ای
ویروس‌های رونوشت بردار معکوس، ژنومشان را به وسیلهٔ نسخه‌های DNA رونوشت معکوس از RNAهایشان، رونوشت برداری می‌کنند. این نسخه‌های DNA سپس به یک RNA جدید رونویسی می‌شوند. رتروترانسپوزونها(Retrotransposon) همچنین توسط کپی شدن DNA و RNAاز یکدیگر پخش (گسترش) می‌یابند و تلومراز حاوی یک RNA می‌باشد که بنوان الگو برای ساختن پایانه‌های کروموزوم‌های یوکاریوتی استفاده می‌شوند. ویروس‌های آر ان ای رشته منفی
رونویسی ام آر ان ای از ژنوم از همان الگوی جهتی پیروی می‌کند که تولید آنتی ژنوم است. در دنباله رهبر، آر دی آر پی یک آر ان ای پیشرو تری فسفات با ۵ 'انتها (معمولاً «پنج انتهای اول» تلفظ می‌شود) را سنتز می‌کند و در مورد زیر "شاخه Haploviricotina" ، انتهای ۵ را می‌پوشاند یا در مورد زیر شاخه. "Polyploviricotina"، کلاهکی را از ام آر ان ای میزبان می‌رباید و آن را به ام آر ان ای ویروسی متصل می‌کند تا ام آر ان ای توسط ریبوزوم‌های سلول میزبان ترجمه شود. زیست‌شناسی
دی‌ان‌ای معمولاً به شکل کروموزوم خطی در یوکاریوت‌ها و کروموزوم حلقوی در پروکاریوت‌ها وجود دارد. کروموزوم ساختاری سازمان یافته متشکل از دی‌ان‌ای و هیستون‌ها می‌باشد. مجموعه‌ای از کروموزوم‌ها در یک سلول و دیگر اطلاعات وراثتی یافت شده در میتوکندری‌ها، کلروپلاست‌ها، یا دیگر مکان‌ها در مجموع به عنوان ژنوم شناخته می‌شوند. در یوکاریوت‌ها، ژنوم دی‌ان‌ای در هسته سلول و به مقدار کم همراه میتوکندری و کلروپلاست وجود دارد. در پروکاریوت‌ها، دی‌ان‌ای درون منطقه‌ای نامنظم از سیتوپلاسم به نام نوکلئوئید (ناحیه هسته) قرار گرفته‌است. اطلاعات ژنتیکی در یک ژنوم درون ژن‌ها قرار دارند، و مجموعه کاملی از این اطلاعات را در یک موجود زنده ژنوتیپ می‌نامند. آران‌ای پیام‌رسان
به طور خلاصه عملکرد مولکول mRNA با رونویسی از روی DNA آغاز شده و با از هم پاشیدگی تمام می‌شود. در طول زندگی، مولکول mRNA ممکن است که پردازش شده، تغییر یابد یا قبل از ترجمه، منتقل شود. مولکول‌های mRNA یوکاریوتی، معمولاً نیازمند پردازش و انتقال اطلاعات بیشتری هستند در حالی‌که در پروکاریوت‌ها این‌گونه نیست. همگذاری ازسرنو ترانسکریپتوم
پس از این‌که آران‌ای از سلول به صورت خالص استخراج شد، به عنوان ورودی به ابزارهای توالی‌یابی با توان عملکردی بالا داده می‌شود، جایی که در ابتدا با استفاده از آنزیمی خاص به صورت معکوس رونویسی می‌شود تا cDNA یا دی‌ان‌ای مکمل ساخته شود. سپس این cDNA بر حسب پلت‌فرمی که استفاده می‌شود می‌تواند به طول‌های متنوعی تقسیم‌بندی شود. هر کدام از پلت‌فرم‌هایی که در ادامه آمده، نوع متفاوتی از تکنولوژی برای تعیین توالی میلیون‌ها read کوتاه را بکار می‌گیرد: 454 Sequencing, Illumina و SOLiD. دی‌ان‌ای پریماز
در فرایند ساختن دی‌ان‌ای توسط دی‌ان‌ای-پلی‌مراز قطعه‌ای به عنوان نقطهٔ شروع لازم است. وظیفهٔ دی‌ان‌ای پریماز تولید این قطعه به نام آغازگر است. در حین فرایند ساخت دی‌ان‌ای، قطعهٔ دی‌ان‌ای تک رشته‌ای می‌شود. پریماز آنزیمی است که مولکول‌های آران‌ای تولید می‌کند که سری آن‌ها مکمل قطعه دی‌ان‌ای تک‌رشته‌ای‌شده‌است. قطعه آران‌ای تولید شده برای شروع فرایند همانندسازی دی‌ان‌ای توسط دی‌ان‌ای پلیمراز لازم است، زیرا دی‌ان‌ای پلیمراز تنها می‌تواند نوکلئوتیدهای جدید تولید شده را به نوکلئوتیدهای قبلی بچسباند. این آنزیم نوعی آران‌ای پلیمراز است، زیرا وظیفهٔ آن ساخت مولکول‌های آران‌ای است. نوکلئوزوم
نوکلئوزوم یا هسته‌تَن واحد تکرار شوندۀ ساختمانی کروماتین (فامینه)است. دی‌ان‌ای در داخل هسته سلول در محل‌هایی حدود ۲ دور به دور هشت مولکول پروتئینی کروی به نام هیستون می‌پیچد و ساختاری را به وجود می‌آورد که نوکلئوزوم نام دارد. در مرکز هر نوکلئوزوم ۴ جفت پروتئین هیستون وجود دارد که رشته‌های DNA تقریباَ ۲ دور در اطراف آن می‌گردند. آران‌ای
RNA از روی یکی از رشته‌های DNA در هستهٔ یاخته‌های هوهسته ای یا بخش نوکلئوتیدی پیش‌هسته‌ها با کمک آنزیم‌های RNA-پلی‌مراز ۱ (ژن‌های RNA رناتنی) و RNA-پلی‌مراز ۲ (ژن‌های RNA پیام‌رسان) و RNA-پلی‌مراز ۳ (ژن‌های RNA جابجایی) در هوهسته‌ها و گونه‌ای آنزیم RNA-پلی‌مراز در یاخته‌های هوهسته رونویسی می‌شود. نظریه توالی‌یابی دی‌ان‌ای
نظریه توالی‌یابی دی‌ان‌ای به تلاش‌هایی جهت طرح کردن مبانی تحلیلی توالی‌یابی دی‌ان‌ای می‌گویند. توالی‌یابی دی‌ان‌ای فرایندی است که در طی آن ترتیب نوکلئوتیدهای درون مولکول DNA مشخص می‌شود. نتایج ریاضی محض بدست آمده نظریه توالی‌یابی دی‌ان‌ای در عمل عوامل مهمی در توالی‌یابی نیستند. در نتیجه توسعه نظریه توالی‌یابی در حوزه ریاضیات کاربردی ادامه پیدا کرد. نمایش آران‌ای پیام‌رسان
نمایش mRNA (به انگلسیی mRNA display) تکنیکی است که برای ساخت مولکول‌هایی که قابلیت اتصال به تارگت دلخواه ما را دارند استفاده می‌شود. نتیجه این پروسه پروتئین یا پپتیدهای متصل شده به mRNA اجدادی از طریق لینکاژ PUROMYCIN می‌باشد. سپس ترکیب به تارگت غیر متحرک در مرحله انتخاب وصل می‌شود (کروماتوگرافی تمایلی). ترکیب پروتئین- mRNA که بکدیگر متصل شده‌اند به cDNA رونویسی معکوس می‌شود و سکوئنس آن از طریق PCR زیاد می‌شود. نتیجه آن توالی نوکلئوتیدی است که پپتید ی را کد می‌کند که تمایل بالایی به مولکول مورد نظرمان دارد. پورومایسین آنالوگ انتهای3 -tirosin tRNA است که بخشی از ساختار آن مولکول آدنوزین و بخش دیگر مولکول تیروزین را تقلید می‌کند. در مقایسه با باند استری در trisol-tRNA پوراماسین یک باند آمیدی غیرقابل هیدرولیز دارد. در نتیجه پورومایسین در ترجمه دخالت دارد و باعث آزاد شدن محصولات پیش از بلوغ ترجمه می‌شود. توالی یابی نسل سوم
توالی یابی نسل سوم(که توالی یابی طویل-خوانش نیز نامیده می‌شود) یک کلاس از روش‌های توالی یابی DNA می‌باشد که اخیراً تحت توسعه فعال قرار گرفته‌است.[۱] توالی یابی نسل سوم با خوانش توالی‌های نوکلئوتیدی در سطح یک مولکول عمل می‌کند، بر خلاف روش‌های موجود که نیازمند شکستن رشته‌های طویل DNA به قطعات کوچک و سپس ایجاد توالی‌های نوکلئوتیدی بوسیله تکثیر و سنتز هستند. [۲] چالش‌های جدی در مهندسی ابزارهای مولکولی لازم برای توالی یابی کل ژنوم وجود دارد تا این فناوری از نظر تجاری در دسترس باشد. توالی یابی نسل دوم (توالی یابی کوتاه-خوانش)، که اغلب به عنوان توالی یابی نسل بعدی (NGS) خوانده می‌شود، از زمان توسعه تاکنون بر فضای توالی یلبی DNA مسلط شده‌است. این روش به طرز چشمگیری هزینه توالی یابی DNA را با یک رویکرد موازی گسترده که قادر به تولید تعداد زیادی خوانش با پوشش وسیع از کل ژنوم است، کاهش داده‌است. [۳] از آنجا که ژنوم یوکاریوتی حاوی توالی‌های تکراری (DNA) است، محدودیت عمده این کلاس از روش‌های توالی یابی طول خوانش‌های تولید شده‌است. به‌طور خلاصه، توالی یابی نسل دوم با تکثیر مولکول DNA و سپس انجام توالی یابی بواسطه سنتز انجام می‌شود. سیگنال فلورسنت جمعی ناشی از سنتز تعداد زیادی از رشته‌های DNA یکسان تکثیر شده، اجازه استنباط هویت نوکلئوتیدی را می‌دهد. با این حال، به دلیل خطاهای تصادفی ، سنتز DNA بین رشته‌های DNA تکثیر شده به‌طور پیشرونده ای همزمان نمی‌باشند. به سرعت، با افزایش طول خوانش، کیفیت سیگنال بدتر می‌شود. به منظور حفظ کیفیت خوانش، مولکول‌های طویل DNA باید به قطعات کوچک تقسیم شوند که این امر به محدودیت اساسی فناوری‌های توالی یابی نسل دوم منجر می‌شود. [۳] تلاش‌های محاسباتی با هدف غلبه بر این چالش اغلب به برآورد تقریبی تکیه دارد که ممکن است به مونتاژ دقیق توالی‌ها منجر نشود. با قابلیت توالی یابی مستقیم مولکول‌های DNA منفرد، فناوری‌های توالی یابی نسل سوم این توانایی را دارند که خوانش‌هایی به مراتب طویل تر از توالی یابی نسل دوم داشته باشند. [۱] چنین مزیتی هم برای علم ژنوم و هم به‌طور کلی در مورد زیست‌شناسی پیامدهای اساسی دارد. با این حال، داده‌های توالی یابی نسل سوم میزان خطای بسیار بالاتری نسبت به فناوری‌های قبلی دارند، که می‌تواند مونتاژ ژنوم پایین دست و تجزیه و تحلیل داده‌های حاصل را پیچیده کند. [۴] این فناوری‌ها به‌طور فعال در حال توسعه هستند و انتظار می‌رود میزان خطاهای آن‌ها کاهش یابد. برای برنامه‌های کاربردی که تحمل بیشتری نسبت به نرخ خطا دارند، مانند فراخوانی واریانت ساختاری، توالی یابی نسل سوم از روش‌های موجود بهتر عمل می‌کند[نیاز به استناد]. ریزآرایه دی‌ان‌ای
اساس روش میکرواری بر پایه جفت شدن دورشته دی‌ان‌ای و شکل گیری پیوندهای هیدروژنی بین این دو رشته است. پس از اینکه مراحل شستشو انجام گرفت، تنها رشته‌هایی که به سختی به یکدیگر متصل مانده‌اند، باقی می‌مانند. فلوئورسنتی که به توالی هدف متصل است، با اتصال به توالی پروب، سیگنال تولید می‌کند. مجموع سیگنال‌هایی که از یک نقطه ساطع می‌شود، به مقدار اتصال توالی‌های هدف به پروب‌های موجود در آن نقطه بستگی دارد. با مقایسه شدت طول موج ساطع شده در شرایط مختلف (به عنوان مثال مقایسه بیان ژنها در سلول‌های سالم و سرطانی) می‌توان مقادیر بیان شده را کمی سازی کرد. توالی اسید نوکلئیک
توالی نوکلئیک اسید به ترتیب و آرایش جای گرفتن نوکلئوتیدها در دی‌ان‌آ یا آران‌آ گفته می‌شود. این توالی را از چپ به راست، از پایانهٔ '۵ به پایانهٔ '۳، با حرفهای اختصاری نوکلئوتیدها نشان می‌دهند. ترجمه آران‌ای
ترجمه یا برگردان آران‌ای فرایندی است که طی آن پیام‌های موجود در توالی نوکلئوتیدهای آران‌ای پیام‌رسان برای ساخت ترادف خطی اسیدهای آمینه استفاده می‌شود. دستگاه مسئول برگردان دارای چهار عضو اصلی است و شامل آران‌ای پیام‌رسان، آران‌ای ناقل، آنزیم آمینواسیل tRNA سنتتاز و ریبوزوم است. ناحیه‌ای از آران‌ای که رمز ساخت پروتئین را به همراه دارد، شامل توالی‌های سه نوکلئوتیدی به نام کدون یا رمزه است. رمزه‌ها در ترتیب قرارگیری آمینو اسیدها نقش عمده‌ای دارند. توالی قابل خواندن آران‌ای که دارای کد آغاز در ابتدا و کد پایان در انتهاست، "قاب خواندن باز" نامیده می‌شود. ترتیب توالی نانوپوره
با استفاده از توالی نانو، می‌توان یک مولکول واحد DNA یا RNA را بدون نیاز به تقویت PCR یا برچسب زدن شیمیایی نمونه، توالی بخشید. حداقل یکی از این مراحل ذکر شده در رویه تعیین توالی توسعه یافته، ضروری است. توالی نانو نوری پتانسیل ارائه ژنوتیپ نسبتاً کم هزینه، تحرک زیاد برای آزمایش و پردازش سریع نمونه‌ها با امکان نمایش نتایج را در زمان واقعی دارد. انتشارات این روش، استفاده از آن را در شناسایی سریع پاتوژن‌های ویروسی، نظارت بر آبله، نظارت بر محیط زیست، نظارت بر ایمنی مواد غذایی، توالی ژنوم انسان، توالی ژنوم گیاهی، مانیتورینگ آنتی‌بیوتیک مقاومت، هاپلوتیپینگ و برنامه‌های دیگر است. اس‌ان‌آران‌پی
اس‌ان‌آران‌پی یا small nuclear ribonucleic proteins (snRNP) مولکول‌های کوچکی هستند که از پروتئین و رنا ساخته شده‌اند. آن‌ها هم آرای اسپلایسوزوم را تشکیل می دهندو در پیرایش رنای اولیه به بالغ نقش دارند. نقش اصلی آن‌ها در حذف اینترون‌های اضافی از رنا و همچنین ایجاد تغییرات پس از رونویسی خواهد بود؛ که تنها در هستهٔ یاخته‌های هوهسته‌ای دیده می‌شود. رنای این هم آرا در حقیقت یک رنای هسته‌ای بسیار کوچک است که حدود ۱۵۰ نوکلئوتید دارد و علاوه بر نقش ساختمانی نقش زیمایه‌ای هم بازی کرده و می‌توانند با ۳́ و۵́ جایگاه برش اینترون میانکنش دهند. فرگشت
آزمایش‌های اِیوری به درک اساس مولکولی وراثت کمک شایانی کرد. او در ۱۹۴۴ دریافت که ماده ژنتیکی نوعی نوکلئیک اسید به نام DNA است. ساختار فضایی مولکول DNA در ۱۹۵۳ توسط واتسون و کریک تشریح شد. بر اساس «مدل مارپیچ دوگانه» واتسون و کریک، مولکول DNA همچون نردبانی مارپیچ است که هر پله آن را یک جفت باز، و دو نرده آن را توالی‌های قند-فسفات تشکیل می‌دهد. باز مذکور یک پورین(آدنین A یا گوانین G)؛ یا پیریمیدین(سایتوزین C یا تیمین T) است. قند مذکور نیز پنتوزی به نام دئوکسی‌رایبوز است. به منظور همانندسازی DNA دو رشته این مولکول می‌بایست توسط آنزیم هلیکاز از هم باز شوند. بر این اساس ژن به صورت تک‌رشته‌ای که به عنوان الگو برای همانندسازی قرار می‌گیرد، بررسی می‌شود. ژن متشکل از توالی‌های اگزون و اینترون است که همچون واگن‌های قطار دنبال هم سوار شده‌اند. از آنجا که مولکول‌های قند و فسفات در رمزگذاری صفات نقشی ندارند، یک ژن را می‌توان تنها توسط بازهایش به صورت‌هایی چون…AUGCCTA نمایش داد. ترتیب توالی نانوپوره
رویکردهای توالی نانوپوشش حالت جامد، برخلاف توالی بیولوژیکی نانوذرات، پروتئین‌ها را در سیستم‌های خود نمی‌گنجانند. در عوض، فناوری نانوپوره جامد از بسترهای مختلف فلزی یا آلیاژ با منافذ با اندازه نانومتر استفاده می‌کند که اجازه می‌دهد DNA یا RNA از آن عبور کنند. این بسترها اغلب در تشخیص توالی اسیدهای نوکلئیک نقشی کامل دارند زیرا در کانال‌ها در امتداد بسترها جابجا می‌شوند. توالی یابی نسل سوم
توالی یابی نسل سوم، همان‌طور که در حال حاضر مواجه است، با چالش‌های مهمی که عمدتاً در شناسایی دقیق بازهای نوکلئوتیدی وجود دارد روبرو است. نرخ خطا در مقایسه با توالی نسل دوم هنوز بسیار بیشتر است. [۴] این امر به‌طور کلی به دلیل ناپایداری ماشین‌های مولکولی درگیر می‌باشد. به عنوان مثال، در فناوری توالی یابی مولکولی منفرد و زمان واقعی PacBio، مولکول DNA پلی مراز همان‌طور که روند توالی یابی انجام می‌شود، به‌طور فزاینده ای آسیب می‌بیند. [۴] علاوه بر این، از آنجا که این روند به سرعت اتفاق می‌افتد، ممکن است سیگنال‌هایی که توسط بازهای منفرد خاموش می‌شوند با سیگنال‌های بازهای همسایه محو شوند. این یک چالش محاسباتی جدید برای رمزگشایی سیگنال‌ها و در نتیجه استنباط توالی است. به عنوان مثال، بدین منظور روش‌هایی مانند مدل‌های مارکوف پنهان با موفقیت‌هایی به کار گرفته شده‌است. [۶] به‌طور متوسط، حدود ۹۹٫۹٪ از ژن‌های افراد مختلف جمعیت انسانی مشترک می‌باشد. به عبارت دیگر، تقریباً از هر هزار باز فقط یک بازبین دو فرد متفاوت است. نرخ خطای بالای ناشی از توالی یابی نسل سوم به منظور تعیین تفاوت‌های فردی بین اعضای یک گونه، ناگزیر مشکل ساز است. آرم توالی
در این رابطه b نشان دهندهٔ مجموعه حروفی است که در توالی وجود دارند یعنی برای توالی دی ان ای مقادیر b برابر A, T، C و G می‌باشد و برای توالی پروتئین، مقادیر b همان آمینو اسیدهای مختلف می‌باشد. همچنین در این رابطه formula_12نشان دهندهٔ بسامد آماری حرف b در جایگاه formula_2ام است که به عبارتی همان تعداد دفعات مشاهدهٔ آن حرف در بین نمونه توالی هاست. ارتفاع هر حرف در جایگاه formula_2ام نیز از ضرب این بسامد آماری در محتوای اطلاعاتی آن جایگاه بدست می‌آید. به عبارتی اگر ارتفاع حرف b در جایگاه formula_2ام با formula_16نشان دهیم، داریم: دی‌ان‌ای رایانه
دی‌ان‌ای یک ساختار دو رشته‌ای متشکل از ۴ نوکلئوتید است. این نوکلئوتیدها عبارتند از آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T). ساختار شیمیایی دی‌ان‌ای به صورت پیوند مشخصی از دو دنباله خطی از این ۴ نوکلئوتید می‌باشد که این اتصال‌ها فقط به صورت (A-T)، (T-A)، (C-G) و (G-C) وجود دارند. دی‌ان‌ای
در فرایند رونویسی یک رشته آران‌ای (با توالی نوکلئوتیدی خاص و مکمل) از روی یک رشته دی‌ان‌ای ساخته می‌شود؛ به توالی‌های سه‌نوکلئوتیدی آران‌ایِ پیک، رمز ژنتیکی گویند. دی‌ان‌ای بی‌رمز
آران‌ای بی‌رمز به مولکول‌های عملگر آران‌ای می‌گویند که به پروتئین ترجمه نمی‌شوند. از آران‌ای‌های بی‌رمز می‌توان به آران‌ای ریبوزومی، آران‌ای حامل، پی-آران‌ای و ریزآران‌ای اشاره کرد.  تخمین زده شده است که ریزآران‌ای‌ها، حدود ۳۰٪ از فعالیت‌های مرتبط با ترجمه‌ی کد شدن پروتئین‌های پستانداران را کنترل می‌کنند و ممکن است نقش حیاتی در پیشرفت یا درمان بیماری‌هایی مانند سرطان، بیماری‌های قلبی-عروقی‌ داشته و همچنین پاسخ دستگاه ایمنی به عفونت باشند. گرامر مستقل از متن تصادفی
گرامرهای مستقل از متن در مدل کردن ساختار دوم آران‌ای بسیار خوب عمل می‌کنند. ساختار دوم آران‌ای شامل نوکلئوتیدهایی است درون یک مولکول تک رشته‌ای آران‌ای که مکمل یکدیگرند و جفت باز تشکیل می‌دهند. این جفت شدن بازها از لحاظ زیست‌شناسی دارای اهمیت هستند، زیرا با عملکرد آران‌ای در ارتباط‌اند. اکثر این جفت بازها می‌توانند در یک گرامر مستقل از متن نشان داده شوند(یک استثنا مهم، شبه گره‌ها هستند). به عنوان مثال، گرامر زیر را در نظر بگیرید که در آن a، c، g و u نشان دهندهٔ نوکلئوتیدها هستند و S سمبل شروع و تنها ناپایانهٔ گرامر است: این گرامر مستقل از متن ساده مولکول آران‌ایی را نشان می‌دهد که کلاً از دو نوع ناحیه مکمل ساخته شده‌است و تنها جفت بازهای A-U و C-G در آن وجود دارند. با اضافه کردن احتمال به گرامرهای مستقل از متن پیچیده‌تر، می‌توان جفت بازهای بیشتر و الگوهای پیچیده‌تر یک مولکول آران‌ای را مدل کرد. هندسه مولکولی خطی
هندسه مولکولی خطی در علم شیمی بیانگر نحوه اتصال سه یا تعداد بیشتری از اتم ها در یک مولکول به شیوه‌ای که زاویه پیوندی در آن‌ها ۱۸۰ درجه می‌باشد را توصیف می‌کند.استیلن نمونه‌ای از این دسته است که اتم کربن مرکزی در آن با داشتن اوربیتال پیوندی sp ساختار هندسی خطی دارد.نمونه‌های دیگر این ترکیبات CO و HCN هستند.همچنین N و SCN نمونه‌هایی از آنیون های خطی و NO نمونه‌ای از یک کاتیون با ساختار هندسی خطی است. SNORD116
در انسان ۲۹ توالی مجاور تکرارشونده از این مولکول وجود دارد که به دنبالش ۴۸ نسخه از SNORD115 قرار می‌گیرد و همگی اینها در ناحیه‌ای از کروموزوم ۱۵ جای دارد که به آن «ناحیه سندرم پرادر–ویلی» می‌گویند. مولکول SNORD116 بیشتر در بافت مغز ساخته می‌شود (به‌جز مغز مبتلایان به سندرم پرادر–ویلی) و پژوهش‌های انجام شده در مدل‌های حیوانی نشان می‌دهد که بروز این سندرم به‌طور مستقیم به حذف SNORD116 مرتبط است. همچنین این مولکول احتمالاً در تنظیم فرایند پیرایش دگرسان نقش دارد. سمت و سو
سمت و سو در زیست‌شناسی مولکولی و زیست شیمی به جهت‌گیری دو سر یک رشته از اسید نوکلئیک بر می‌گردد. در آیین نامگذاری ترکیبهای شیمیایی، اتمهای کربن در حلقهٔ شکری نوکلئوتید شماره‌گذاری شده‌اند. هر رشتهٔ دی‌ان‌ای یا آران‌ای دارای یک پایانهٔ '۵ و یک پایانهٔ '۳ می‌باشد که این دو از روی جایگاه کربن بر روی حلقهٔ دی اکسی ریبوز یا ریبوز آن‌ها نامگذاری شده‌اند. موقعیت‌های بالادست و پایین‌دست در دی‌ان‌ای و آران‌ای هم بر اساس همین سمت و سو تعیین می‌شوند. همانندسازی دی‌ان‌ای
در زیست‌شناسی مولکولی به فرایند تولید دو رشته دی‌ان‌ای یکسان از یک مولکول دی‌ان‌ای، همانندسازی دی‌ان‌ای (به انگلیسی: DNA replication) گفته می‌شود. همانندسازی در همه موجودات زنده به عنوان پایه وراثت اتفاق می‌افتد. همانندسازی از مراحل ضروری در تقسیم سلول‌ها است که طی تقسیم سلول در مرحلهٔ اینترفاز انجام می‌شود. مارپیچ دورشته‌ای اسید نوکلئیک
در زیست‌شناسی مولکولی، اصطلاح مارپیچ دورشته‌ای اسید نوکلئیک یا مارپیچ مضاعف (به انگلیسی: Nucleic acid double helix) به ساختاری گفته می‌شود که توسط جفت‌بازهایی از اسیدهای نوکلئیک، تشکیل یک دورشته‌ای مانند دی‌ان‌ای را می‌دهد. ساختار دو مارپیچ یک مجموعه اسید نوکلئیک بیان‌گر ساختار ثانویه آن است، و یک اصل بنیادی و اساسی در تعیین ساختار سوم آن است. "این اصطلاح با انتشار کتاب "دو مارپیچ: یک گزارش شخصی از کشف ساختار دی‌ان‌ای"" توسط جیمز واتسون در سال ۱۹۶۸ وارد فرهنگ عامه شد. همانندسازی دی‌ان‌ای
در باکتری‌ها که دی‌ان‌ای حلقوی دارند همانندسازی معمولاً از دو دوراهی همانندسازی شروع می‌شود. این دوراهی‌ها در یک نقطهٔ خاص به نام جایگاه آغاز همانندسازی به‌وجود می‌آیند. اغلب پروکاریوت‌ها (پیش هسته ای‌ها) فقط یک جایگاه آغاز همانندسازی دارند. دوراهی‌های همانندسازی به تدریج از هم دور می‌شوند، تا این که در نقطهٔ مقابل جایگاه آغاز همانندسازی به هم می‌رسند. آران‌ای
نوعی از RNA اطلاعات را از DNA به سیتوپلاسم حمل می‌کند؛ به این نوع RNA که اطلاعات را از DNA به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند، RNA پیک یا پیامبر(mRNA) می‌گویند. نوعی دیگر RNA حامل (tRNA) است که اسیدهای آمینه را به ریبوزوم منتقل می‌کند، تا ریبوزوم، اسیدهای آمینه را بر اساس اطلاعات موجود در mRNA کنار یکدیگر ردیف کند. نوع دیگر، RNA ریبوزومی (rRNA) است که در ساختار ریبوزوم‌ها شرکت دارد؛ این موضوع به این معناست که ریبوزوم (رناتن) ها متشکل از پروتئین ها و RNA های ریبوزومی هستند. ساختار شیمیایی RNA به ساختار شیمیایی DNA بسیار شبیه است، با سه تفاوت؛ یکی این که RNA دارای قند ریبوز است در حالی که DNA دارای قند کمی متفاوت تر به نام دئوکسی‌ریبوز است (گونه‌ای از ریبوز که یک اتم اکسیژن در آن کم است)، و دوّم این که RNA دارای نوکلئوباز یوراسیل است در حالی که به جای آن DNA دارای تیمین است (یوراسیل و تیمین، خواص جفت شدن بازی مشابهی دارند).و سوم اینکه برخلاف DNA بیشتر مولکول‌های RNA تک‌رشته‌ای هستند. مولکول‌های تک‌رشته‌ای RNA ساختارهای سه بعدی بسیار پیچیده‌ای را دارند، زیرا آن‌ها مانند DNA دارای زنجیرهٔ دو رشته‌ای نیستند. (البته RNA دو رشته‌ای هم وجود دارد که زیاد در بعضی منابع ذکر نشده و فقط در درس‌های تخصصی ژنتیک گفته می‌شود) RNA درون یاخته‌های زنده توسط RNA-پلی‌مرازها ساخته می‌شوند، این [آنزیم]ها در رونویسی از روی یک الگوی RNA یا DNA به یک رشته RNA تازه کارایی دارند. توالی یابی دنوو
گذردهی بالای آر ان ای تغییری اساسی در توالی یابی ژنوم گونه‎هایی ایجاده کرده است که ژنوم مرجع آن‎ها وجود ندارد و یا ناقص است. این تغییر با استفاده از تحلیل ترنسکریپتوم آن‎ها به وجود آمده‎است. هدف این روش این است که تمامی مجموعه‎های رونوشت موجود در داده بدون داشتن ژنوم مرجع بازسازی شوند. نتیجه این توالی یاب‎ها تهیه داده اولیه برای شناسایی تمامی رونوشت های تولید شده و ایزوفرم‎های آن‎ها است. کانتیگ
از آن جایی که دی ان ای یک کروموزوم مولکولی طویل است لازم است برای توالی یابی و مطالعه آن، دی ان ای را به قطعات کوچکتر تقسیم کنیم، سپس توالی قسمت‌های کوچکتر، خوانده (به انگلیسی: ) را بخوانیم و از کنار هم قرار دادن آن‌ها با توجه به همپوشانی‌هایی که دارند، توالی دی ان ای اولیه را بیابیم. وربست یا کانتیگ مجموعه ای است از خوانده‌هایی، یا قطعاتی طولانی‌تر از خوانده‌ها، از دی ان ای که با هم همپوشانی داشته و در کنار یکدیگر یک را می‌سازند. پیام آرسیبو
نوکلئوتیدها به صورت دنباله‌ای از ۵ اتم نشان دادن شده‌اند. هر دنباله نشان‌دهنده فرمول شیمیایی یک نوکلئوتید است. این فرمول، نوکلئوتید مورد نظر را در حالتی که در داخل DNA گنجانده شده نمایش می‌دهد (نه در حالتی که نوکلئوتید در حالت آزاد قرار دارد). آزمایش مزلسون-استال
در این طرح مولکول دی‌ان‌ای اولیه دستخوش تغییر می‌شود اما دو رشته پلی‌نوکلئوتیدی اولیه بدون تغییر می‌مانند (دو مولکول دی‌ان‌ای حاصل از همانندسازی، هر کدام دارای یک رشته جدید و یک رشته قدیمی هستند). در این طرح مولکول دی‌ان‌ای اولیه (مادری) به‌صورت کاملاً دست‌نخورده فرایند همانندسازی را طی می‌کند (دو رشته دی‌ان‌ای و مولکول دی‌ان‌ای بدون تغییر می‌مانند). در این طرح مولکول دی‌ان‌ای اولیه و حتی دو رشته پلی‌نوکلئوتیدی مادری حفظ نمی‌شوند؛ به‌طوری که دی‌ان‌ای‌های حاصل به‌صورت پراکنده حاوی قطعاتی از رشته‌های قدیمی و رشته‌های جدید هستند. ترتیب توالی نانوپوره
توالی با استفاده از αHL از طریق مطالعه اساسی و جهش‌های ساختاری توسعه یافته‌است، و به سمت خواندن‌های بسیار طولانی توالی حرکت می‌کند. جهش پروتئین αHL توانایی تشخیص منافذ را بهبود بخشیده‌است. مرحله پیشنهادی بعدی اتصال اگزونوکلئاز به منافذ αHL است. این آنزیم به‌طور دوره ای پایه‌های واحد را شکاف می‌دهد، و منافذ را قادر می‌سازد پایه‌های پی در پی را شناسایی کند. اتصال اگزونوکللاز به منافذ بیولوژیکی باعث کند شدن انتقال DNA از طریق منافذ و افزایش دقت کسب اطلاعات می‌شود. ساختار دوم اسید نوکلئیک
ساختار حلقهٔ سنجاق سری که در آن یک مارپیچ دو رشته‌ای به به یک حلقه از بازهای جفت نشده ختم می‌شود، یکی از ساختارهای بسیار رایج در مولکول‌های آران‌ای است. نوکلئیک اسید
در داخل سلول (یاخته) علاوه بر اسیدهای نوکلئیک ساختارهای نوکلئوتیدی دیگری نیز وجود دارد؛ که گروه‌های فسفات آن‌ها در موقعیت‌هایی غیر از کربن پنج قرار دارد. در این رابطه می‌توان از پیامبرهای ثانویه مهم، آدنوزین ۳́-۵́- مونو فسفات حلقوی و گوانوزین ۳́-۵́- مونوفسفات حلقوی را که نقش مهمی در انتقال پیام و کنترل بیان ژن‌ها دارند نام برد. علاوه بر این نوکلئوزیدها بیش از ۸۰ نوکلئوزید دیگر به‌طور طبیعی در اسیدهای نوکلئیک وجود دارد. در دی ان ای این بازها اغلب شامل اشکال متیل دار، استیل دارو یوبی کوئینین دار هستند. در آر ان ای نیز هیپوزانتین و زانتین را می‌توان اشاره کرد. سرعت واکنش‌های اسیدهای نوکلئیک همانند همانند نوکلئوزیدها و نوکلئوتیدها می‌باشد. سرعت واکنش اغلب تحت تأثیر موقعیت زنجیره پلی نوکلئوتیدی و دو رشته‌ای یا تک رشته‌ای بودن نوکلئیک اسید می‌باشد. نظریه توالی‌یابی دی‌ان‌ای
ترفند توقفگاه برای توالی‌یابی مانند توقف خودروها در کنار جدول خیابان‌هاست. هر ماشین یک تکه است و جدول کنار خیابان توالی دی‌ان‌ای خواسته شده است. در این ترفند هر تکه طوری انتخاب می‌شود که با تکه‌های قبلی اشتراک نداشته باشد. مانند خودروهای متوقف شده در کنار خیابان که با هم فاصله دارند، بین تکه‌ها نیز فاصله‌هایی وجود دارد که برای پر کردن این فاصله‌ها ممکن است مجبور باشیم هزینه زیادی بپردازیم. توالی‌یابی به روش سنگر
اکثر روش‌های تعیین توالی به دلیل این که از حساسیت کافی برای تعیین توالی یک مولکول برخوردار نیستند، از همسان‌سازی به روش در زیوه در مرحله تکثیرمولکول دی‌ان‌ای استفاده می‌کنند. روش دیگری که برای تکثیر کلونال در شرایط درون شیشه‌ای استفاده می‌شود تشکیل پل نام دارد. در این روش قطعات توسط آغازگرهای متصل به سطح جامد تکثیر می‌شود. داده‌های به دست آمده در این روش به کمک پردازشگر آنالیز ژنوم ایلومینا تجزیه و تحلیل می‌شود. روش‌های تک مولکولی مانند روش‌های ایجاد شده توسط آزمایشگاه Stephen Quake'sجزء موارد استثنایی در این زمینه است. در این روش از فلوئوروفور های روشن و تحریک با لیزر برای تشخیص توالی مولکول که به سطح ثابت متصل شده، بدون نیاز به تکثیر مولکولی استفاده می‌شود. تبارزایی مولکولی
هر موجود زنده حاوی دی‌ان‌ای، آران‌ای و پروتئین‌هاست. جاندارانی که بیشتر به هم نزدیک هستند ساختار مولکولی شبیه‌تری دارند، درحالیکه ممولکولهای جاندارانی که از هم دورتر هستند ناهمسانی بیشتری دارند. انتظار می‌رود توالی‌های حفظ‌شده در دی‌ان‌ای میتوکندریایی، به مرور جهش‌ها را در طول زمان انباشته کنند. با فرض نمودن سرعت ثابتی برای جهش‌ها، ساعت مولکولی برای تخمین زمان انشعاب ایجاد می‌شود. فیلوژنی مولکولی از این داده‌ها برای ترسیم یک «درخت ارتباط» استفاده می‌کند که فرگشت احتمالی انواع جانداران را نشان می‌دهد. تا همین چند دهه اخیر جداسازی و شناسایی این ساختارهای مولکولی ممکن نبود. تعیین توالی به‌وسیله پیروفسفات
این کار با استفاده از مهره‌های مغناطیسی آغشته به استرپتاویدین (نوعی پروتئین) و دی‌ان‌ای-پلی‌مراز یک دی‌ان‌ای نوترکیب فاقد فعالیت اگزونوکلئاز از '۳ به '۵ (رجوع شود به سمت و سو) صورت می‌گیرد. ترکیبی از سه آنزیم دی‌ان‌ای-پلی‌مراز، سولفوری‌لاز و آنزیم لوسیفراز، و نوکلئوتید نوکلئوزید تری‌فسفات به تک‌رشتهٔ دی‌ان‌ای اضافه می‌شود تا توالی آن بدست آید و پیوستن نوکلئوتیدها بوسیلهٔ سنجش میزان تابش دریافتی توسط آن‌ها مشخص می‌شود. دی‌ان‌ای ژیراز
در هنگامی که دی‌ان‌ای ژیراز به رشتهٔ دی‌ان‌ای متصل می‌شود، همان‌طور که در قسمت قبل به آن اشاره کردیم دو مولکول ATP که شامل بسته‌های انرژی هستند به ساختار آنزیم می‌چسبند و باعث تغییر شکل در قسمت GyrB شده و در نتیجه قسمت جابه‌جا شوندهٔ رشته DNA در بین زیربخش‌های قسمت GyrB آنزیم قرار می‌گیرد. در مرحله بعد قسمت gate-segment دی‌ان‌ای (در شکل نشان داده شده‌است) در DNA-gates آنزیم قرار می‌گیرد و که باعث پاره‌شدن هر دو رشتهٔ دی‌ان‌ای می‌شود. سپس با هیدرولیزه شدن یکی از مولکول‌های ATP متصل شده، قسمت جابه‌جا شونده دی‌ان‌ای (در شکل با عنوان T-segment نمایش داده شده‌است) از بین T-segment که گسسته شده‌است، عبور می‌کند. در انتها آنزیم ناحیهٔ پاره شدهٔ رشته دی‌ان‌ای یعنی G-segment را پیوند می‌زند و در انتها T-segment از ساختمان آنزیم دی‌ان‌ای ژیراز خارج می‌شود. با هیدرولیزه شدن مولکول ATP دوم، ساختار آنزیم به حالت اولیهٔ خود بازمی‌گردد. دی‌ان‌ای نوترکیب
برای ساخت DNAی نوترکیب به وکتور همسانه‌سازی (cloning vector) نیاز است. وکتور همسانه سازی، یک مولکول DNA است که قادر به رونویسی در داخل سلول زنده است. وکتورها عموماً پلاسمیدی یا ویروسی هستند و دارای قطعاتی از DNA هستند که سیگنال‌های ژنتیکی ضروری همچون عناصر اضافی برای جایگذاری DNAهای خارجی، شناسای سلول‌های دارای DNAی نوترکیب و در صورت لزوم بیان DNAی خارجی را برای رونویسی دارد. انتخاب وکتور در همسانه‌سازی مولکولی به میزبان، اندازه DNAای که می‌خواهیم همسانه‌سازی کنیم و چگونگی بیان DNAی خارجی بستگی دارد. نانوفناوری دی‌ان‌ای
اولین گام در طراحی نانوساختار نوکلئیک اسید این است که تصمیم بگیرید چگونه یک ساختار معین با یک ترکیب خاص از رشته‌های اسیدنوکلئیک ارائه شود. این مرحله از طراحی ساختار ثانویه یا موقعیت جفت پایه که رشته‌های جداگانه را در یک شکل مورد نظر نگه می‌دارند، تعیین می‌کند. رویکردهای مختلفی نشان داده شده‌است: توالی رشته‌های DNA که یک ساختار هدف را تشکیل می‌دهند، با استفاده از نرم‌افزار مدل‌سازی مولکولی و مدل‌سازی ترمودینامیکی به‌طور محاسباتی طراحی شده‌اند. سپس اسیدهای نوکلئیک خود با استفاده از روش‌های استاندارد سنتز الیگونوکلئوتید سنتز می‌شوند که معمولاً به صورت خودکار در یک ترکیب کننده الیگونوکلئوتید انجام می‌شوند و رشته‌های دنباله‌های سفارشی از نظر تجاری دردسترس هستند. ژنوم
رایج‌ترین روش تعیین توالی ژنوم درانسان به این صورت است که ابتدا کل ژنوم انسان به صورت کتابخانه BAC تهیه می‌شود و سپس با روش‌های مختلفی از این کلون‌ها، کانتیگ تهیه می‌شود. سپس قطعه‌های وارد شده در هر یک از کلون‌های کانتیگ تعیین توالی می‌شود. در این روش ابتدا قطعه‌ای از DNA که توالی نامشخص دارد تکثیر (کلون) می‌شود سپس هزاران کپی به دست آمده از آن را که هر یک ترکیبی از ۴ نوکلئوتید پایه و ۴ زنجیره پایانی نشاندار شده که هر یک به عنوان یکی از چهار نوکلئوتید پایه در سنتز DNA نقش دارد، گرما داده می‌شوند که سبب می‌شود دو زنجیره DNA از یکدیگر جدا شوند و سنتز رشته مکمل انجام می‌شود. مدل‌های سیر تکاملی دی‌ان‌ای
تحلیل‌های تکاملی توالی‌ها برای مقیاس‌های زمانی مختلفی انجام شده‌است، از این رو بیان مدل‌ها به کمک نرخ لحظه‌ای تغییر وضعیت جایگاه‌های توالی قابل قبول است. ماتریس Q که در ادامه آورده شده‌است، نشان دهندهٔ این نرخ تغییر در میان وضعیت‌های تعریف‌شده در مسئله است. در صورتی که بدانیم که وضعیت شروع در یک جایگاه از توالی کدام است (وضعیت هر جایگاه برای یک توالی از دی‌ان‌ای نوع نوکلئوتید موجود در آن جایگاه است)، آن‌گاه می‌توان به کمک ماتریس Q در مدل و فاصلهٔ زمانی میان جد و فرزند، احتمال تعداد تغییرها و احتمال رسیدن به هر کدام از وضعیت‌های تعریف‌شده را استخراج کرد. جزییات مربوط به رسیدن از ماتریس نرخ به ماتریس احتمال در مدل‌های ریاضیاتی جانشینی توضیح داده می‌شود. در نظر گرفتن نرخ آنی در مدل، باعث بی‌نیازی آن از محاسبهٔ پارامترهای سطوح درخت فیلوژنی به صورت جداگانه برای هر سطح می‌شود، زیرا احتمال رسیدن از حالت ابتدایی به حالت انتهایی به صورت مستقیم محاسبه می‌گردد. پرایمر (زیست‌شناسی مولکولی)
در رونویسی دی‌ان‌ای در شرایط طبیعی، از رشته‌هایی از جنس آران‌ای که به آن‌ها پرایمر آران‌ای گفته می‌شود، به منظور سنتز دی‌ان‌ای در هر دو رشته پیشرو و پسرو استفاده می‌گردد. آران‌ای
هر نوکلئوتید در RNA دارای یک قند ریبوز با کربن‌های شماره‌گذاری‌شده از ۱ تا ۵ است. یکی از بازهای آدنین، گوانین، سیتوزین، یا اوراسیل به کربن شمارهٔ ۱ پیوند می‌خورد. به آدنین و گوانین، خانوادهٔ پورین‌ها (دوحلقه‌ای‌ها) گفته می‌شود و به سیتوزین و اوراسیل، خانوادهٔ پیریمیدین‌ها (تک‌حلقه‌ای‌ها) گفته می‌شود. گروه‌های فسفات دارای یک بار منفی هستند که با پیوند به RNA، آن را یک مولکول باردار می‌سازند. بازها ممکن است پیوندهای هیدروژنی میان سیتوزین با گوانین، آدنین با اوراسیل، و گوانین با اوراسیل را تشکیل دهند. به هر حال برهمکنش‌های دیگری هم امکان‌پذیر می‌باشد، برای نمونه، پیوند یک گروه از بازهای آدنینی به همدیگر در یک برآمدگی یا تترالوپ GNRA که یک جفت باز گوانین–آدنینی دارد. ویژگی ساختاری مهم RNA که آن را از DNA جدا می‌سازد، داشتن یک گروه هیدروکسیل در کربن شمارهٔ ۲ قند ریبوز است. بودن این گروه به این می‌انجامد که در شکل هندسی زنجیرهٔ مارپیچی آن با DNA تفاوت پیدا کند. دوّمین نتیجه پیامد داشتن این گروه هیدروکسیل در کربن ۲، در نواحی انعطاف‌پذیری شکلی (تطبیقی) از یک مولکول RNA است (که در تشکیل یک مارپیچ دوتایی درگیر نیست)، RNA تنها با چهار باز توصیف می‌شود که عبارتند از آدنین، سیتوزین، گوانین، و یوراسیل، در RNA ریبوزومی، بسیاری از اصلاحات پس از رونویسی، در نواحی بسیار عملکردی اتفاق می‌افتد، از جمله مرکز پپتیدیل ترانسفراز و زیرواحد رابط، که نشان‌دهندهٔ این است که آن‌ها برای عملکرد عادی، مهم هستند. شکل عملکردی مولکول‌های تک‌رشته‌ای RNA، کاملاً مانند پروتئین‌ها، به یک ساختار سوّم ویژه‌ای نیاز دارد. چارچوب (داربست) این ساختار توسط عناصر ساختاری دوّم تولید می‌شود که همان پیوندهای هیدروژنی درون‌مولکولی هستند. این ساختار دوّم به پدید آمدن چندین نمایهٔ قابل شناسایی مانند حلقه‌های سنجاق سری، شکم‌خوردگی‌ها، و حلقه‌های درونی می‌انجامد. از آنجایی که RNA باردار است، یون‌های فلزی از جمله Mg2+ برای پایاسازی بسیاری از ساختارهای دوّم و سوّم مورد نیاز هستند. نانوفناوری دی‌ان‌ای
نانوساختارهای DNA باید معقولانه طراحی شوند تا رشته‌های اسیدنوکلئیک فردی در ساختارهای موردنظر جمع شوند. این روند معمولاً با مشخص کردن ساختار یا عملکرد هدف مورد نظر آغاز می‌شود. سپس ساختار دوم کلی کمپلکس هدف تعیین می‌شود، ترتیب رشته‌های اسیدنوکلئیک درون ساختار را مشخص می‌کند، و کدام بخش‌های آن رشته‌ها باید به یکدیگر متصل شوند. مرحله آخر طراحی ساختار اولیه است که مشخصات توالی پایه واقعی هر رشته اسیدنوکلئیک است. ترتیب توالی نانوپوره
مطالعه اخیر به توانایی αHL در تشخیص نوکلئوتیدها در دو محل جداگانه در نیمه پایینی منافذ اشاره کرده‌است. سایت‌های R1 و R2 باعث می‌شوند که هر پایه از حرکت در داخل منافذ دو بار کنترل شود و ۱۶ مقدار جریان یونی قابل اندازه‌گیری مختلف را به جای ۴ ایجاد می‌کند. این روش با دو برابر کردن سایتهایی که توالی در هر نانوپنج خوانده می‌شود، از طریق خواندن تک نانو ساخته‌ها بهبود می‌دهد. توالی‌یابی به روش سنگر
نمونه دی‌ان‌ای به چهار واکنش مجزا نقسیم می‌شود که هر چهار دئوکسی‌نوکلئوتاید نرمال (dATP, dGTP, dCTP and dTTP) و دی‌ان‌ای پلیمراز را دارد. در هر واکنش تنها یکی از دیدئوکسی‌نوکلئوتایدها(ddATP, ddGTP, ddCTP, or ddTTP) و باقی از نوکلئوتایدهای عادی افزوده می‌شود. دیدئوکسی‌نوکلئوتاید افزوده شده باید ۰٫۰۱ غلظت دئوکسی‌نوکلئوتاید متناظر را داشته باشد تا هم تعداد بخش‌های مناسبی از تمامی رشته تولید شود.[۲] به بیان دیگر ۴ واکنش برای آزمون هر چهار ddNTP نیاز است. پس از آن بخش‌های دی‌ان‌ای حاصل حرارت دِناتوره می‌شوند و براساس اندازه توسط ژل پلی آکریل آمید-اوره جدا می‌شوند. پرایمر (زیست‌شناسی مولکولی)
پرایمر () رشتهٔ کوتاهی از آران‌ای یا دی‌ان‌ای است که معمولاً از ۱۸ تا ۲۲ باز تشکیل شده‌است. این رشته کوتاه به عنوان نقطه‌ای برای آغاز سنتز دی‌ان‌ای عمل می‌کند. دی‌ان‌ای رایانه
آدلمن حدود ۱۰۱۴ مولکول را از هر یک از دنباله‌های متفاوت برداشت و همه را در یک لوله آزمایش مشترک قرار داد. برای شروع محاسبات او مقداری آب و نمک و چند مادهٔ دیگر را برای ایجاد شرایطی نزدیک به شرایط موجود در یک سلول به لوله اضافه کرد. همهٔ این موادی که برای رسیدن به جواب مصرف شد در حدود یک پانزدهم قاشق چایخوری فضا اشغال می‌کردند. بعد از حدود یک ثانیه او جواب مورد نظر را در دست داشت. این مسئله بسیار شگفت انگیز بود که جواب یک مسئلهٔ ریاضی در یک مولکول ذخیره شده بود. بایگانی خواندن توالی
بایگانی خواندن توالی (SRA) یک پایگاه داده بیوانفورماتیک است که مخزن داده‌ای برای اطلاعات توالی‌یابی دی‌ان‌ای، مخصوصاً «خواندن‌های کوتاه» که توسط توالی‌یابی با بازدهی بالا (HTS) تولید شده و معمولاً این توالی‌ها زیر ۱۰۰۰ جفت‌باز هستند، فراهم می‌کند. این بایگانی بخشی از همکاری بین الملی پایگاه داده توالی یابی نوکلئوتید (INSDC) است و تحت همکاری مرکز ملی اطلاعات زیست‌فناوری (NCBI) و مؤسسه زیست فناوری اروپا (EBI) و بانک اطلاعات دی ان ای ژاپن (DDBJ) اجرا می‌شود. توالی‌های هسته‌ای پراکنده کوتاه
توالی SINE در بردارندهٔ ۱۳٪ کل DNA ژنومی انسان است. این توالی‌ها پروتئینی را کد نمی‌کند بلکه دارای توالی غنی از A-T مشابه LINE هستند. توالی مذکور توسط RNA پلیمراز مشابهی که ژن‌های کدکنندهٔ tRNA , 5SrRNA و سایر RNAهای کوچک پایدار را رونویسی می‌کند، نسخه برداری می‌شود. به احتمال زیاد پروتئین‌های ORF1 ,ORF2 حاصل از توالی LINE، رونویسی معکوس و ورود توالی SINE را به ژنوم وساطت می‌کنند. در نتیجه این‌ها با LINE RNA برای رونویسی معکوس RNA و ورود به ژنوم توسط پروتئین‌های ORF1 و ORF2 رقابت می‌کنند. نظریه اوربیتال مولکولی
تئوری اوربیتال مولکولی روشی برای مشخص‌کردن ساختار مولکولی است که در آن الکترون وابسته به یک پیوند خاص در نظر گرفته نمی‌شود، بلکه تمامی الکترونها به صورت مجموعه‌ای در تمامی مولکول در نظر گرفته می‌شود که در اثر گنش با هسته‌های اتم‌ها، در سرتاسر مولکول در حرکتند. در این تئوری، اوربیتال‌های مولکولی از اوربیتال‌های اتمی ساخته می‌شوند و تابع موج اوربیتال مولکولی ψ به صورت سری زیر از جمع اوربیتال‌های اتمی χ نوشته می‌شود: پروتئین
اطلاعات در دی‌ان‌ای به صورت رمز ۳ تایی وجود دارد یعنی هر ۳ نوکلئوتید معرف ۱ رمز و هر رمز معرف ۱ اسید آمینه‌است. پس از رونویسی mRNA از هسته خارج می‌شود و در سیتوپلاسم به کمک نوع دیگر آران‌ای به نام تی‌آران‌ای (tRNA) اسید آمینه را به هم متصل می‌کند. tRNA روی mRNA متصل می‌شود و طبق رمزهای tRNA, mRNA اسید آمینه‌ها را کنار هم می‌گذارد؛ و در آخر زنجیرهٔ ‌پپتیدی به وجود می‌آید. به این مرحله ترجمه پروتئین گفته می‌شود. همانندسازی دی‌ان‌ای
DNA دو رشته‌ی پلی‌نوکلئوتیدی مارپیچ است. در طی تکثیر، این رشته‌ها جدا می‌شوند. هر رشته مولکول اصلی DNA به عنوان الگوی رشته‌ی مکمل خود عمل می کند ، در همانندسازی دی‌ان‌ای، دو مولکول دی‌ان‌ای تولید می‌شود که هر یک، دارای یک رشتهٔ جدید و یک رشتهٔ قدیمی هستند (ردیف نوکلئوتیدها در هر یک از مولکول‌های دی‌ان‌ای حاصل، یکسان است) که باعث می‌شود دی‌ان‌ای‌های دختر دقیقاً مشابه دی‌ان‌ای مادر باشند. به این روش تکثیر که هر دی‌ان‌ای دختر از یک رشته از دی‌ان‌ای مادر و یک رشتهٔ نو ساخته شده‌ است، روش همانندسازی همانندسازی نیمه‌حفاظتی می‌گویند.مکانیزم‌های و تشخیص خطا تقریباً اطمینان حاصل می‌کنند که رشته دی‌ان‌ای جدید کاملاً مشابه با قبلی باشد. خطای خوانش دی‌ان‌ای
تخمین زده شده است که ژنوم انسان دارای بیش از ۱۰ میلیون موقعیت نوکلئوتید دارد که متغیر های مشترکی بین افراد جمعیت دارد.علاقه غالب در ژنوتیپ در مقیاس بزرگ SNP(چندریختی تک-نوکلئوتید) ها برای این است که مطالعات گسترده ژنومی با نشانگرهای SNP ممکن است شناسایی تغییرات ژنتیکی را که مستعد ابتلا به اختلالات پیچیده است ، قادر سازد. نمودارهای رنگی دی براین می توانند برای تعیین ساختار ژنتیکی هر نمونه دی ان ای در یک مکان شناخته شده استفاده شوند ، حتی اگر پوشش برای توالیابی انواع کافی نباشد. اولین قدم برای این فرایند ، ساختن نمودار از آلل مرجع ، انواع شناخته شده و داده های نمونه است. سپس الگوریتم احتمال هر نوع ساختار ژنتیکی را محاسبه می کند و ساختار نمودار ، هر دو دنباله محلی و ژنوم گسترده را نشان می دهد. سپس این به انواع مختلف آللی تعمیم داده می شود و به تعیین ساختار ژنتیکی انواع پیچیده و مرکب کمک می کند. این الگوریتم به‌طور مکرر مورد استفاده قرار می گیرد ، زیرا هیچ حبابی برای مقابله تشکیل نمی شود. همچنین این الگوریتم به‌طور مستقیم به یافتن مسائل پیچیده تر در ژن ها بهتر از هر سه الگوریتم قبلی گفته شده کمک می کند. ارتعاش مولکولی
برای یک مولکول با N اتم، موقعیت تمام اتم‌ها به مجموع 3N مختصات بستگی دارد، به طوری که مولکول دارای 3N درجه آزادی (از جمله حرکت انتقالی، حرکت چرخشی و حرکت ارتعاشی) است. به این معنی که مرکز جرم دردستگاه مختصات دکارتی سه جهت برای حرکت دارد. هر مولکول غیر خطی، می‌تواند حول هر کدام از محور هایدستگاه مختصات دکارتی بچرخد، بنابراین دارای ۳ درجه آزادی چرخشی است. برای مولکول‌های خطی، در محور مولکول حرکت چرخشی شامل حرکت هسته‌ها نمی‌شود، بنابراین فقط دو درجه آزادی وجود دارد که می‌تواند مختصات اتمی را تغییر بدهد. یک معنای دیگ از چرخش مولکول‌های خطی را می‌توان به این صورت بیان کرد که چرخش یک مولکول خطی زمانی رخ می‌دهد که جهت محور مولکولی درفضای سه بعدی تغییر پیدا کند. چرخش جهت محور مولکول باعث تغییر در هسته اتم‌ها نمی‌شود، به همین دلیل دو محور چرخش برای مولکول در حال خطی داریم. در نتیجه تعداد حالت‌های ارتعاشی برابر 3N منهای تعداد حالت‌های آزاد چرخشی می‌شود. برای مولکول‌های خطی برابر 3N-۵ و برای مولکول‌های غیر خطی برابر 3N-۶ می‌شود. مختصات ارتعاشی مختصات یک ارتعاش طبیعی، ترکیبی از تغییر موقعیت اتم‌ها در مولکول است. هنگامی که ارتعاش اتفاق می‌افتد، اتم‌ها به صورت سینوسی با فرکانس v شروع به حرکت می‌کنند. دی‌ان‌ای رایانه
دی‌ان‌ای مخزن اصلی ذخیره‌سازی اطلاعات در سلول‌های زنده‌است. به جای استفاده از امواج الکتریکی برای نمایش یک بیت اطلاعات، دی‌ان‌ای رایانه‌ها با استفاده از خواص شیمیایی این مولکول‌ها این کار را انجام می‌دهد. دی‌ان‌ای این کار را با استفاده از آنزیم‌ها انجام می‌دهد. آنزیم‌ها کاتالیزورهایی هستند که می‌توان آن‌ها را سخت‌افزار خواند و دی‌ان‌ای را می‌توان به عنوان نرم‌افزار در نظر گرفت که برای اجرای محاسبات مورد نظر استفاده می‌شوند. دی‌ان‌ای رایانه از نوکلئوتیدهای آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T) به عنوان واحدهای حافظه و از تکنیک‌های دی‌ان‌ای موجود برای انجام عملیات اساسی استفاده می‌کند. عملیات در دی‌ان‌ای رایانه‌ها، در لوله‌های ترکیب آزمایشگاهی یا اسلایدهای شیشه‌ای انجام می‌شود. ورودی و خروجی، هر دو رشته‌های دی‌ان‌ای هستند که دنباله‌های ژنی آن‌ها اطلاعات مشخصی را کدگذاری می‌کند. توالی‌های هسته‌ای پراکنده بلند
L2، L1 و L3 سه خانوادهٔ اصلی از LINEها هستند که از نظر توالی متفاوت از هم بوده اما مکانیسم جابه جایی مشابهی دارند. تنها خانوادهٔ L1 در ژنوم انسان‌های امروزی جابه‌جا می‌شوند. ظاهراً هیچ کپی عملکردی از L2 یا L3 وجود ندارد. توالیهای LINE که ۲۱ درصد از کل DNA انسان را شامل می‌شوند در حدود ۹۰۰۰۰۰ جایگاه ژنوم انسانی جای گرفته‌اند. تکرارهای مستقیم کوتاه مجاور LINEها حاوی دو قالب خواندن باز (ORF) هستند. ORF1 که طولی حدود 1kb دارد یک پروتئین متصل شونده به RNA را رمز می‌کند. ORF2 با طول تقریبی 4kb پروتئینی را رمز می‌کند که فعالیت DNA اندونوکلئازی دارد و یک بخشی از آن با آنزیم ترانس کریپتاز معکوس رتروویروسها و TRا رتروترانسپوزونها همولوژی زیادی دارد. ترتیب توالی نانوپوره
ترتیب توالی نانوذرات بیولوژیکی به استفاده از پروتئینهای غشاء بنام، porins، که در غشاهای چربی جاسازی شده‌اند، متکی است تا بتواند سطوح متخلخل وابسته به اندازه ایجاد کند - با "سوراخ"های مقیاس نانومتری. سرعت جابجایی کافی را می‌توان از طریق ترکیب پروتئین‌های مختلف که باعث تسهیل در انتقال DNA یا RNA از طریق منافذ غشاهای چربی می‌شود، بدست می‌آید. ژنوم انسان
محتوای ژنوم انسان معمولاً به توالی دی‌ان‌ایِ کد کننده یا رمزگذار و غیررمزگذار یا غیر کد کننده تقسیم شده‌است. توالی دی‌ان‌ایِ کد کننده به آن بخش از توالی‌ها گفته می‌شود که می‌توانند به آران‌ای پیام‌رسان (mRNA) رونویسی و در ادامه به پروتئین‌ها ترجمه شوند. این توالی‌ها تنها بخش کوچکی از ژنوم (دی‌ان‌ای‌های غیرکُدکننده یا بی‌رمز توالی هایب هستند که حدود ۹۸ درصد دیگر ژنوم را پر کرده‌اند و از آن‌ها برای رمزگذاری و نهایتاً تولید پروتئین استفاده نمی‌شود. مقدمه‌ای بر ویروس
پروتئین‌ها برای زندگی ضروری هستند. سلولها بر اساس اطلاعات کدنویسی شده در دی‌ان‌ای، مولکولهای جدید پروتئین را از بلوک‌های ساخت اسید آمینه تولید می‌کنند. هر نوع پروتئین، یک مولکول اختصاصی است که معمولاً فقط یک عملکرد را انجام می‌دهد، بنابراین اگر یک سلول نیاز به انجام کار جدید دارد باید یک پروتئین جدید بسازد. ویروس‌ها سلول را مجبور به ساختن پروتئین‌های جدیدی می‌کنند که سلول به آن نیاز ندارد، اما برای تولید مثل ویروس مورد نیاز است. ساخت پروتئین از دو مرحله اصلی تشکیل شده‌است: رونویسی و ترجمه.رونویسی فرایندی است که در آن از اطلاعات موجود در دی‌ان‌ای (به نام کد ژنتیکی) برای تولید نسخه‌های آران‌ای به نام آران‌ای پیام‌رسان (ام‌آران‌ای) استفاده می‌شود. این مواد از طریق سلول مهاجرت می‌کنند و رمز ژنتیکی را به ریبوزوم منتقل می‌کنند و در آن برای ساخت پروتئین‌ها استفاده می‌گردند. این فرایند ترجمه نام دارد زیرا در آن ساختار اسید آمینه‌ای پروتئین توسط رمزهای روی آران‌ای پیام‌رسان تعیین می‌شود. از این رو اطلاعات از زبان اسیدهای نوکلئیک به زبان اسیدهای آمینه ترجمه می‌شوند.اسیدهای نوکلئیک بعضی از ویروس‌های آران‌ای‌دار مستقیماً به عنوان ام‌آران‌ای عمل می‌کنند. به همین دلیل به این ویروس‌ها "ویروس آران‌ای‌دار با قطبیت مثبت" گفته می‌شود. در سایر ویروس‌های آران‌ای‌دار، رشتهٔ آران‌ای رشتهٔ مکمل ام‌آران‌ای است و این ویروس‌ها برای ساخت ام‌آران‌ای به آنزیم‌های سلول یا خودشان متکی هستند. به این ویروس‌ها "ویروس آران‌ای‌دار با قطبیت منفی" گفته می‌شود. در ویروس‌های دارای دی‌ان‌ای، روش ساخت ام‌آران‌ای مشابه سلول است. ویروس‌های گونه رتروویروس کاملاً متفاوت رفتار می‌کنند: آنها دارای آران‌ای هستند، اما در داخل سلول میزبان یک نسخه دی‌ان‌ای از آران‌ای آنها با کمک آنزیم رونوشت بردار معکوس ساخته می‌شود. سپس این دی‌ان‌ای در دی‌ان‌ایِ خود میزبان گنجانیده می‌شود و توسط مسیرهای طبیعی سلول در ام‌آران‌ای تکثیر می‌شود. آران‌ای حامل
tRNA یا آر ان ای ناقل یکی از انواع آر ان ای‌های موجود در سلول می‌باشد که حمل آمینواسیدها به ریبوزوم‌های موجود در سیتوپلاسم (بدون در نظر گرفتن هسته) بر عهدهٔ آن است.tRNA در سلول شکل L مانند دارد ولی اگر آن را در خارج از سلول زنده و به وسیلهٔ تجهیزات پیشرفته بررسی کنیم شکل آن را به صورت برگ گیاه شبدر خواهیم دید. دلیل ایجاد این شکل وجود پیوندهای هیدروژنی در بعضی قسمت‌ها و نبود این پیوند در بعضی قسمت‌های دیگر است. در این ساختار برگ شبدری برگ‌های جانبی وظیفهٔ نگهداری tRNA را بر روی ریبوزوم بر عهده دارند. در برگ میانی سه باز دیده می‌شود که با هیچ باز دیگری از tRNA مکمل نشده‌اند. به این سه باز آنتی کدون گفته می‌شود. در واقع نوع آنتی کدون است که مشخص می‌کند tRNA باید چه نوع آمینواسیدی را با خود حمل کند. هر یک از بیست نوع آمینواسیدها برای خود یک یا بیشتر کد (رمز) بر روی DNA دارد. در نتیجه بر روی mRNA نیز هر یک از آمینواسیدها یک یا بیشتر کدون (رمزه روی mRNA) دارد(۶۴ نوع). ولی تعداد انواع tRNAها ۶۱ عدد می‌باشد. این کاهش تعداد به دلیل وجود کدون‌های پایان بر روی mRNA می‌باشد که این کدون‌ها هیچ مکملی (آنتی کدون) ندارند.وظیفه این نوع از RNA ترجمه اطلاعاتی است که از DNA به طرف ریبوزم میرود. در واقع الگوی اطلاعات DNA را به الگوی آمینو اسید های سازنده پروتئین تبدیل میکند. دی‌ان‌ای
پیام‌های ژنتیکی موجود در مولکول دی‌ان‌ای در پایان برای مواردی چون ساخت پروتئین و مولکول‌های آران‌ای یا رنا (RNA) در یاخته، مورد استفاده قرار می‌گیرد. بخش‌هایی از DNA که اطلاعات ژنتیکی یک صفت را با خود حمل می‌کنند ژن نامیده می‌شوند؛ البته دی‌ان‌ای توالی‌هایی به‌نام اینترون نیز دارد که در فرایند پیرایش از مولکول آران‌ای حذف می‌شوند؛ اما نقش زیستی آن‌ها چیست؟ دگم مرکزی زیست‌شناسی مولکولی
این قاعده چارچوبی برای درک انتقال توالی اطلاعات بین حاملهای اطلاعاتی زیست بسپار، در معنای عمومی، در موجودات زنده است. ۳ طبقه عمده این زیست بسپارها: DNA و RNA (اسیدهای نوکلئیک) و پروتئین هستند. ۳×۳=۹, صورت قابل تصور از انتقال مستقیم اطلاعات می‌تواند در این میان رخ دهد. بر اساس قاعده این سه دسته به سه گروه تقسیم می‌شوند: سه انتقال عمومی (باور بر این است که به‌طور معمول در اکثر سلول‌ها رخ می‌دهد)، سه انتقال ویژه (به صورت معمول تنها در شرایط خاص در مورد برخی از ویروس‌ها یا در آزمایشگاه اتفاق می‌افتد) و سه انتقال ناشناخته (اعتقاد بر این است که هرگز رخ نمی‌دهد). به‌طور کلی انتقال عمومی جریان طبیعی اطلاعات زیستی را توصیف می‌کند: DNA به DNA بازنویسی می‌شود (DNAرونویسی) اطلاعات DNA همچنین می‌تواند روی mRNA (رونویسی) بازنویسی شده و با ترجمه اطلاعات موجود در mRNA به عنوان یک الگو (ترجمه) پروتئین‌ها ساخته می‌شوند. انتقال ویژه بدین صورت است که: RNA از روی RNA کپی شده (RNA رونویسی) و DNA با استفاده از RNA الگو (رونویسی معکوس) سنتز شده و در نهایت پروتئین مستقیماً و بدون استفاده از mRNA از روی DNA الگو ساخته می‌شود. انتقال ناشناخته اینگونه است که: یک پروتئین که از یک پروتئین بازنویسی شده، با استفاده از ساختار اولیهٔ پروتئین به عنوان RNA الگو را ساخته و DNA نیز با استفاده از ساختار اولیهٔ یک پروتئین به عنوان یک الگو - ساخته می‌شود، که البته به‌طور طبیعی رخ نمی‌دهد. نوکلئیک اسید
چهار نوکلئوزیدی که در ساختمان آر ان ای یافت می‌شوند؛ عبارتند از آدنوزین، گوانوزین، سیتیدین و یوریدین و چهار دئوکسی ریبونوکلئوزید موجود در پیکر دی ان ای عبارتند از دئوکسی آدنوزین دئوکسی گوانین، دئوکسی سیتیدین و دئوکسی تیمیدین. ازتوباکتر
توالی نوکلئوتیدی کروموزوم در "Azotobacter vinelandii" سویه AvOP تا حدی تعیین شده‌است. این کروموزوم، یک مولکول دی‌ان‌ای حلقوی است که حاوی ۵۳۴۲۰۷۳ جفت نوکلئوتید و ۵۰۴۳ ژن است که از این تعداد، ۴۹۸۸ ژن، کد کننده پروتئین هستند. علاوه بر دی‌ان‌ای کروموزومی، "ازتوباکترها" می‌توانند حاوی پلاسمید هم باشند. ترتیب توالی نانوپوره
(Mycobacterium smegmatis porin A (MspA دومین نانومره بیولوژیکی است که در حال حاضر برای توالی DNA مورد بررسی قرار گرفته‌است. منافذ MspA به دلیل وجود ساختار مطلوب تر، به عنوان یک پیشرفت بالقوه نسبت به αHL شناخته شده‌است. منافذ به عنوان یک دستگیره با یک لبه ضخیم و قطر 1.2nm تعریف شده‌است. یک MspA طبیعی، اگرچه برای توالی DNA به دلیل شکل و قطر مطلوب است، یک هسته منفی دارد که انتقال DNA تک رشته‌ای (ssDNA) را ممنوع می‌کند. با جایگزین کردن سه اسید آسپارتیک منفی با آسپاراژین‌های خنثی، نانوذرات طبیعی برای بهبود انتقال اصلاح شد. توالی اسید نوکلئیک
آنتروپی یک توالی که پیچیدگی آن نیز نامیده می‌شود، دنباله‌ای عددی است که میزان پیچیدگی محلی رشته دی‌ان‌ای را در طول آن ارزیابی می‌کند. این معیار را می‌توان به عنوان جایگزینی برای همترازی در برخی الگوریتم‌های تحلیل توالی استفاده نمود. توالی یابی نسل سوم
ترانسکریپتومیکس به معنی مطالعه ترانسکریپتوم است، معمولاً بعنوان فراوانی نسبی مولکول‌های mRNA بافت مورد مطالعه توصیف می‌شود. با توجه اصل بنیادین زیست‌شناسی مولکولی، اطلاعات ژنتیکی از مولکول‌های DNA دو رشته‌ای به مولکول‌های mRNA تک رشته‌ای جریان می‌یابند جایی که می‌توانند به آسانی به مولکول‌های پروتئین عملکرد ی ترجمه شوند. با مطالعه ترانسکریپتوم، می‌توانید درک ارزشمندی در تنظیم بیان ژن کسب کنید. در حالی که میزان بیان به عنوان میزان ژن می‌تواند کم و بیش به‌طور دقیق توسط توالی یابی نسل دوم به تصویر کشیده شود، اطلاعات میزان رونوشت هنوز یک چالش مهم است. [۱۷] در نتیجه، نقش پیرایش متناوب در زیست‌شناسی مولکولی تا حد زیادی مبهم است. فناوری‌های توالی یابی نسل سوم با توالی یابی کامل مولکول‌های mRNA، چشم‌انداز امیدوار کننده ای برای حل این مسئله دارند. مقدمه‌ای بر ویروس
اطلاعات زیستی موجود در ارگانیسم در دی‌ان‌ای یا آران‌ای آن رمزگذاری می‌شود. بیشتر ارگانیسم‌ها از دی‌ان‌ای استفاده می‌کنند، اما بسیاری از ویروس‌ها از آران‌ای به عنوان ماده ژنتیکی خود استفاده می‌کنند. دی‌ان‌ای یا آران‌ای ویروس‌ها شامل یک رشته یا یک مارپیچ دوگانه است.ویروس‌ها به سرعت تکثیر می‌شوند، زیرا آن‌ها در مقایسه با انسان که ۲۰٬۰۰۰–۲۵٬۰۰۰ ژن دارد، تعداد بسیار کمتری ژن دارند. به عنوان مثال، ویروس آنفلوانزا تنها هشت ژن دارد و روتاویروس یازده عدد ژن دارد. این ژن‌ها یا پروتئین‌های ساختاری را تشکیل می‌دهند که در ذرهٔ ویروس موجود هستند، یا پروتئین‌های غیر ساختاری را تشکیل می‌دهند که فقط در سلول‌های آلوده به ویروس یافت می‌شوند.تمام سلول‌ها و بسیاری از ویروس‌ها، پروتئین‌های آنزیمی به نام دی‌ان‌ای پلیمراز و آران‌ای پلیمراز تولید می‌کنند که نسخه‌های جدیدی از دی‌ان‌ای و آران‌ای را تشکیل می‌دهند. آنزیم‌های پلیمراز ویروسی اغلب در ساخت دی‌ان‌ای و آران‌ای نسبت به آنزیم‌های سلول میزبان بسیار مؤثرتر هستند. با این حال، آنزیم‌های آران‌ای پلیمراز اغلب دچار اشتباه می‌شوند و این یکی از دلایلی است که ویروس‌های آران‌ای اغلب برای تشکیل سویه‌های جدید جهش می‌یابند. در برخی از گونه‌های ویروس که آران‌ای دارند، ژن‌ها روی یک مولکول مداوم آران‌ای نیستند بلکه جدا هستند. به عنوان مثال، ویروس آنفلوانزا دارای هشت ژن جدا و ساخته شده از آران‌ای است. هنگامی که دو سویهٔ مختلف ویروس آنفلوانزا یک سلول را آلوده می‌کنند، این ژن‌ها می‌توانند در فرایندی به نام بازآرایی، گونه‌های جدید ویروس را مخلوط کرده و تولید کنند. توالی‌یابی دی‌ان‌ای
توالی‌یابی DNA می‌تواند برای تعیین توالی ژن‌های خاص، نواحی ژنتیکی بزرگ (به عنوان مثال خوشه‌های ژنی یا اپرون‌ها)، کروموزوم‌ها یا کل ژنوم هر موجودی استفاده شود. تعیین توالی DNA کارآمدترین راه برای توالی‌یابی RNA یا پروتئین (از طریق قالب‌های خوانش باز) می‌باشد. در واقع، توالی‌یابی DNA یک تکنولوژی کلیدی در بسیاری از گرایش‌های زیست‌شناسی از جمله زیست‌شناسی مولکولی و زیست‌شناسی تکاملی و علوم دیگر مانند متاژنومیکس پزشکی، پزشکی قانونی یا انسان‌شناسی است. کانتیگ
یک توالی کانتیگ یک توالی مداوم است که از بازسازی قطعات کوچک دی ان ای توسط توالی یابی پایین به بالا به حاصل می‌شوند. این تعریف از کانتیگ با تعریف اولیه «راجر استادن» (۱۹۷۹) مطابقت دارد.توالی یابی پایین به بالا شامل برش دادن ژنوم دی ان ای به قطعات کوچک‌تر ("خوانده")، توالی یابی این قطعات، بازسازی آن‌ها به کانتیگ و در نهایت به طول کل ژنوم است. از آن جا که فناوری‌های اخیر به ما تنها امکان توالی یابی از روی قطعات کوتاه دی ان ای (به طول ۳۰۰ تا ۱۰۰۰ نوکلئوتاید) را می‌دهند، لازم است که قبل از توالی یابی ژنوم به قطعات کوچک تقسیم شود. در توالی یابی بالا به پایین، دی ان ای تقویت شده به صورت تصادفی به قطعاتی به طول مناسب برای توالی یابی برش داده می‌شود. خوانده‌های دنباله دنباله، که توالی قطعات کوچک را شامل می‌شوند، در یک پایگاه داده درج می‌شوند. سپس در پایگاه داده به دنبال جفت‌های همپوشان می‌گردد. توالی یابی یه صورت جفت جفت باعث تولید شدن کانتیگ‌های طولانی تری از دی ان ای می‌شود. با چندین بار تکرار این مرحله، که در ابتدا شامل قطعات کوتاه‌تر و به مرور زمان شامل قطعات طولانی‌تر است، توالی کامل دی ای ان یک کروموزوم قابل تشخیص می‌شود. امروزه متداول است که از فناوری‌های زوج-انتهایی استفاده شود که دو انتها یک قطعه طولانی‌تر با یک سایز مشخص توالی یابی می‌شوند. در اینجا، کانتیگ به هر قطعه پیوسته از دادهٔ توالی یابی که توسط همپوشانی خوانده‌ها تولید شود، گفته می‌شود. چون طول قطعات دی ان ای را می‌دانیم، فاصله بین دو انتها در یک قطعه نیز مشخص است. در این صورت اطلاعاتی در مورد جهت دهی کانتیگ‌ها داریم که با داشتن آن‌ها می‌توان توالی اسکافلدها را بازسازی کرد. هدف اصلی روش تفنگ ساچمه بیان توالی دی ان ای در تنها یک اسکافلد است، اما این هدف همیشه ممکن نیست زیرا بسته به خوانده‌های به دست آمده، دقت حاصل از توالی یابی می‌تواند متفاوت باشد. ساختار دوم اسید نوکلئیک
ساختار شبه گره، یکی از ساختارهای پیچیده تر و کم تر رایج در مولکول‌های آران‌ای است. شبه گره ساختاری است شامل حداقل دو حلقهٔ سنجاق سری که نیمهٔ یکی از آن‌ها بین دو نیمهٔ دیگر آن‌ها قرار دارد. به بیانی دیگر، اگر زیر دنباله‌ای از توالی یک مولکول آران‌ای را در نظر بگیریم و آن را به چهار قسمت فرضی تقسیم کنیم، اگر بازهای قسمت اول با بازهای قسمت سوم و بازهای قسمت دوم با بازهای قسمت چهار جفت شوند، یک شبه گره ایجاد خواهد شد. شبه گره‌ها طوری تا می‌خورند که در ساختار سه بعدی مولکول شبیه یک گره می‌شوند. جهش
می‌دانید که صفات ارثی از طریق کروموزوم‌ها داخل هسته به ارث می‌رسند. مشاهده‌های دقیق کروموزم‌ها هم نشان داده‌است که مادهٔ اصلی زندهٔ آنها، مولکول‌های DNA است که در سلول‌های همهٔ جانداران وجود دارد و امروزه آن‌ها را عوامل به وجود آورنده صفات مختلف در همهٔ جانداران می‌شناسیم. پس اگر قرار باشد تغییر در صفات جانداران پدید آید. این تغییر (جهش) باید در ساختمان دی‌ان‌ای اثر بگذارد. دی‌ان‌ای مولکولی بسیار با ثبات است و ساختمان کم‌تر دچار تغییر می‌شود عواملی که سبب بروز تغییر در ساختمان چنین مولکولی می‌شوند، باید بسیار قوی باشند. مواد رادیو اکتیو بعضی از مواد شیمیایی و دارویی را از جملهٔ این عوامل می‌دانند. فرگشت ملکولی
فرگشت ملکولی بخشی از فرایند فرگشت است که در مقیاس دی. ان. ای، بر گردان دی ان‌ای (DNA) است. آر. ان. ای بر گردان آران‌ای (RNA) است. و پروتئین روی می‌دهد. در سال‌های حدود ۱۹۶۰ میلادی، فرگشت مولکولی به عنوان یک رشته علمی در بین محققان زیست‌شناسی مولکولی، زیست‌شناسی فرگشتی و ژنتیک جمعیت، به دنبال درک ساختار و عملکرد اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها گسترش پیدا کرد.