রিড (জীববিজ্ঞান)

ডিএনএ সিকোয়েন্সিং-এ, একটি রিড হল বেস পেয়ার (বা বেস পেয়ার সম্ভাব্যতা) এর একটি অনুমানকৃত ক্রম যা একটি একক ডিএনএ খণ্ডের সমস্ত বা অংশের সাথে সম্পর্কিত।

রিড এর দৈর্ঘ্য

বিভিন্ন ধরনের সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি বিভিন্ন দৈর্ঘ্যের রিড ব্যবহার করে থাকে। রিড এর দৈর্ঘ্য সাধারনত ১০০-৫০০ বেজ পেয়ার এর হয়ে থাকে। যদি দৈর্ঘ্য ২০-৪০ বেজ পেয়ার হয়, তাহলে দৈর্ঘ্য অত্যন্ত ছোট মানা হয়। 'পেসিফিক বায়োসায়েন্স' ১৫০০ বেস পেয়ার দৈর্ঘ্যের রিড তৈরী করে। ডিনএর দৈর্ঘ্য সিকোয়েন্সিং এর মান এর উপর প্রভাব ফেলে থাকে। যেমন, বড় দৈর্ঘ্যের রিড ব্যবহার করা হলে ডি নোভো এসেম্ব্লি থেকে অপেক্ষাকৃত ভাল ফলাফল পাওয়া যায়। এমনটা মানা হয় যে ডি নোভো মানব জিনোম এসেম্ব্লি করতে রিড এর দৈর্ঘ্য কমপক্ষে ১০০ হতে হবে।

বিভিন্ন প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং এবং রিড এর দৈর্ঘ্য

একটি জিনোম হল একটি জীব বা কোষের সম্পূর্ণ জেনেটিক তথ্য। একক বা ডবল স্ট্র্যান্ডেড নিউক্লিক অ্যাসিড এই তথ্যগুলিকে রৈখিক বা বৃত্তাকার ক্রমানুসারে সংরক্ষণ করে। এই ক্রমটি সুনির্দিষ্টভাবে জানার জন্য, সময়ের সাথে সাথে প্রযুক্তির উন্নতি হয়েছে। সানগার এবং ম্যাক্সাম-গিলবার্ট সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তিকে প্রথম প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় এবং এটি ১৯৭৭ সালে প্রথম প্রকাশিত হয়েছিল। প্রথম প্রজন্মের সিকোয়েন্সিংয়ে সাধারণত 400 থেকে 900 বেস পেয়ার থাকে। ২০০৫ সালে Roche's 454 Technology নতুন সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি প্রবর্তন করে যা কম খরচে উচ্চ থ্রুপুট করতে সক্ষম। এটি এবং অনুরূপ প্রযুক্তিগুলি দ্বিতীয় প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং বা নেক্সট জেনারেশন সিকোয়েন্সিং (NGS) নামে পরিচিত। NGS'র অন্যতম বৈশিষ্ট্য হল ছোট দৈর্ঘ্যের সিকোয়েন্স রিড। NGS পদ্ধতিগুলি এক বারে লক্ষ লক্ষ থেকে বিলিয়ন রিডগুলিকে সিকোয়েন্স করতে পারে, এবং গিগাবেস-আকারের রিডগুলি তৈরি করতে মাত্র কয়েক দিন বা ঘন্টা সময় লাগে। সমস্ত NGS কৌশলগুলি সংক্ষিপ্ত দৈর্ঘ্যের রিড তৈরি করে। ২০১০ এর দশকের শুরুতে, আরো নতুন প্রযুক্তি আবির্ভাব হয় এবং যা তৃতীয় প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং (TGS) যুগের সূচনা করে। তৃতীয় প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি 5 থেকে ৩০ কিলো বেস পেয়ার দৈর্ঘ্যের রিড তৈরি করতে পারে। তৃতীয় প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তির দ্বারা উৎপন্ন সবচেয়ে দীর্ঘ রিড দৈর্ঘ্য হল 2 গিগাবেস পেয়ার।

NGS এবং রিড ম্যাপিং

রিড ম্যাপিং হল একটি রেফারেন্স জিনোমের বিপরীতে NGS রিডগুলোকে সারিবদ্ধ করার প্রক্রিয়া। যেকোন NGS অ্যাপ্লিকেশন, যেমন জিনোম ভ্যারিয়েশন কলিং, ট্রান্সক্রিপ্টোম বিশ্লেষণ, ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর বাইন্ডিং সাইট কলিং, এপিজেনেটিক মার্ক কলিং, মেটাজেনোমিক্স ইত্যাদির জন্য রিড ম্যাপিং প্রয়োজন। এই অ্যাপ্লিকেশনগুলির কর্মক্ষমতা সঠিক এলাইনমেন্ট দ্বারা প্রভাবিত হয়। যেহেতু রিড এর সংখ্যা অনেক বড়, ম্যাপিং প্রক্রিয়া অবশ্যই দক্ষ হতে হবে। রেফারেন্স জিনোমের রিডগুলি সারিবদ্ধ করার জন্য কতগুলি এড়র এবং indel অনুমোদিত হবে তার উপর নির্ভর করে বিভিন্ন রকমের পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়ে থাকে, যেমন - BWA-SW, Bowtie 2, BatAlign, LAST, Cushaw2, BWA-MEM অথবা SeqAlto, GEM, MASAI ইত্যাদি।

জিনোম এসেম্ব্লি ও সিকোয়েন্স রিড

রিড গুলোকে গানিতিক হিসাবের মাধ্যমে একটির পর আরেকটি সাজানো হয় জিনোম সিকোয়েন্স পুন:নির্মানের জন্য। এই প্রক্রিয়াটি ডি নভো জিনোম এসেম্ব্লি হিসাবে পরিচিত। NGS এর তুলনায় সানগার সিকোয়েন্সিং-এর রিড এর দৈর্ঘ্য বেশি। সানগার সিকোয়েন্সিং রিড একত্রিত করার জন্য দুটি অ্যাসেম্বলার তৈরি করা হয়েছিল - ওএলসি অ্যাসেম্বলার সেলেরা (Celera) এবং ডি ব্রুইজন গ্রাফ অ্যাসেম্বলার অয়লার (Euler)। দ্বিতীয়-প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং রিডগুলি ছোট, এবং এই সিকোয়েন্সিং কৌশলগুলি দক্ষতার সাথে এবং কম খরচে কয়েক মিলিয়ন রিড সিকোয়েন্সিং করতে পারে। ছোট দৈর্ঘ্যের রিড থেকে জিনোম পুনর্নির্মাণের জন্য, কিছু কাস্টম জিনোম সংযোজনকারী সফটওয়্যার তৈরি করা হয়েছে। তৃতীয় প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং এ রিড এর দৈর্ঘ্য বেশি (১০,০০০ বেস পেয়ার এর মত)। এই রিড থেকে জিনোম এসেম্বলি করার জন্যও বিভিন্ন পদ্ধতি আবিষ্কৃত হয়েছে।

ছোট রিড এর দোষ গুন

দ্বিতীয়-প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং ছোট দৈর্ঘ্যের রিড তৈরি করে (দৈর্ঘ্য < ৩০০bp) এবং এগুলি অত্যন্ত নির্ভুল (সিকোয়েন্সিং ত্রুটির হার সমান ∼১%)। NGS প্রযুক্তিগুলি সিকোয়েন্সিংকে অনেক সহজ করে তুলেছে এবং সানগার সিকোয়েন্সিংয়ের তুলনায় অনেক গতিশীল এবং অনেক সস্তা। ডিনএ এর বড় অংশের সিকোয়েন্সিং একবারে করতে না পারা এর ভর দূর্বলতা। ছোট রিড গুলো থেকে জিনোম এসেম্বল করতে হলে অনেক গানিতিক হিসাবের প্রয়োজন হয়।

দীর্ঘ রিড এর দোষ গুন

দীর্ঘ রিড প্রযুক্তি এম্পলিফিকেশন ছাড়াই ডিএনএ অণুকে একবারে সিকোয়েন্স করতে সক্ষম। দীর্ঘ রিড পেলে সিকোয়েন্সিং এবং এসেম্বলি করতে অনেক সুবিধা হয়, কারন - ছোট সিকোয়েন্স থেকে অনেক বড় সিকোয়েন্স তৈরী করা কঠিন। আরেকটি সুবিধা হচ্ছে এর ডিএনএ সিকোয়েন্সিংয়ের সাথে সাথে বিভিন্ন এপিজেনেটিক চিহ্নগুলি সনাক্ত করার যুগপত ক্ষমতা আছে। দীর্ঘ রিড প্রযুক্তি একটি সমস্যা হচ্ছে, এটি বেশ ব্য়য়বহুল। দীর্ঘ রিডে এড়র ও বেশী থাকে, তবে প্রযুক্তির উন্নতির সাথে সাথে এখন এটি তেমন বড় কোন সমস্যা নয়।