СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА, ПОДХОДЯЩИЕ ДЛЯ ПОЛНОГО ГЕНОМНОГОАНАЛИЗА НА УРОВНЕ ОТДЕЛЬНЫХ МОЛЕКУЛ

1. Способ осуществления анализа образца двунитевой ДНК, включающий:
обработку образца двунитевой ДНК таким образом, чтобы получить свободный однонитевой конец первой нити образца двунитевой ДНК, отделенный от указанного образца двунитевой ДНК, при этом указанный свободный конец имеет длину от приблизительно 1 до приблизительно 1000 оснований, причем образование свободного конца приводит к образованию просвета (гэпа) в указанной первой нити двунитевого образца ДНК, соответствующего свободному концу;
включение одного или более оснований в двунитевую ДНК для заполнения по меньшей мере части указанного гэпа;
мечение по меньшей мере части обработанной двунитевой ДНК одной или более метками; и
сопоставление положения указанных одной или более меток со структурными свойствами образца ДНК.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная обработка включает введение однонитевого разрыва в первую нить двунитевой ДНК.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что введение однонитевого разрыва осуществляют в одно или более последовательность-специфичных положений на двунитевой ДНК.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что введение однонитевого разрыва осуществляют в одно или более неспецифичных положений на двунитевой ДНК.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что введение однонитевого разрыва осуществляют путем воздействия на указанный двунитевой образец ДНК никирующей эндонуклеазой, ферментом, вводящим однонитевой разрыв, электромагнитным излучением, свободным радикалом или любой комбинацией перечисленных воздействий.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что включение одного или более замещающих оснований в первую нить двунитевой ДНК включает приведение в контакт указанной первой нити двунитевой ДНК с полимеразой, одним или более нуклеотидами, лигазой или любой комбинацией перечисленного.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение свободного однонитевого конца регулируют с помощью удлинения полимеразой, включения одного или более нуклеотидов, времени реакции, присутствия терминатора реакции или с помощью любой комбинации перечисленных воздействий.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что полимераза обладает 5'-3' замещающей активностью.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что полимераза включает экзополимеразу Vent.
10. Способ по п.7, отличающийся тем, что один или более нуклеотидов включает dATP, dCTP, dTTP, dGTP или любую комбинацию перечисленных нуклеотидов.
11. Способ по п.7, отличающийся тем, что терминатор реакции включает ddNTP, ацил-dNTP или любую их комбинацию.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что мечение осуществляют путем осуществления связывания по меньшей мере одного комплементарного меченого зонда с частью свободного однонитевого конца, с частью первой нити ДНК, с частью второй нити ДНК или любой комбинации перечисленного.
13. Способ по п.1, дополнительно включающий осуществление гибридизации двух или более комплементарных зондов с указанным образцом ДНК и лигирование указанных зондов друг с другом.
14. Способ по п.1, дополнительно включающий гибридизацию двух или более комплементарных зондов с образцом ДНК с гэпом в одно или более оснований между указанными зондами.
15. Способ по п.14, дополнительно включающий заполнение по меньшей мере части указанного гэпа одним или более нуклеотидами.
16. Способ по п.14, дополнительно включающий заполнение по меньшей мере части гэпа одним или более мечеными нуклеотидами.
17. Способ по п.15, отличающийся тем, что один или более нуклеотидов лигированы друг с другом.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что один или более меченых нуклеотидов лигированы друг с другом.
19. Способ по п.1, дополнительно включающий удаление свободного однонитевого конца с помощью никирующей эндонуклеазы.
20. Способ по п.1, дополнительно включающий вытягивание по меньшей мере части двунитевого образца ДНК.
21. Способ по п.1, дополнительно включающий присоединение одного или более свободных однонитевых концов к субстрату.
22. Способ получения структурной информации о ДНК, включающий:
мечение, на первом образце двунитевой ДНК, одного или более последовательность-специфичных положений в указанном первом образце;
мечение, на втором образце двунитевой ДНК, соответствующих одного или более последовательность-специфичных положений в указанном втором образце двунитевой ДНК;
вытягивание по меньшей мере части указанного первого образца двунитевой ДНК;
вытягивание по меньшей мере части указанного второго образца двунитевой ДНК; и
сравнение интенсивности, положения или как интенсивности, так и положения сигнала по меньшей мере одной метки на первом растянутом образце двунитевой ДНК с интенсивностью, положением или как с интенсивностью, так и с положением сигнала по меньшей мере одной метки на втором растянутом образце двунитевой ДНК.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что мечение осуществляют путем введения однонитевого разрыва в первую нить указанного образца двунитевой ДНК таким образом, чтобы получить (а) свободный однонитевой конец первой нити, отделенный от образца двунитевой ДНК, и (b) гэп в первой нити двунитевого образца ДНК, соответствующий свободному однонитевому концу, причем полученный гэп определяется сайтом введения однонитевого разрыва и сайтом соединения свободного однонитевого конца с первой нитью двунитевого образца ДНК.
24. Способ по п.22, дополнительно включающий гибридизацию одного или более зондов с по меньшей мере одним из указанных образцов двунитевой ДНК.
25. Способ по п.22, отличающийся тем, что один или более зондов связывается с одной или более консервативными последовательностями свободных однонитевых концов таким образом, что указанные один или более зондов способны гибридизоваться с по меньшей мере двумя участками указанного образца.
26. Способ получения структурной информации о ДНК, включающий:
мечение двумя или более зондами двух или более участков на свободном однонитевом конце одной ДНК-нити образца двунитевой ДНК и сопоставление положений зондов с пространственным взаимным расположением двух или более участков, со структурой, последовательностью или как структурой, так и последовательностью одного или более из указанных участков.
27. Способ по п.26, отличающийся тем, что два или более зондов отличаются друг от друга.
28. Способ по п.26, отличающийся тем, что один или более зондов являются последовательность-специфичными.
29. Способ идентификации патогенного генетического материала, включающий:
связывание одного или более меченых зондов с одним или более участками образца ДНК;
определение положения одного или более зондов на основании сигнала, уникального для участка, с которым связались один или более зондов; и
сравнение положения, цвета или как положения, так и цвета одного или более зондов, связанных с образцом ДНК, с соответствующим сигналом от участка ДНК, про который известно, что он соответствует одному или более патогенным состояниям.
30. Способ по п.29, дополнительно включающий получение одного или более свободных однонитевых концов на ДНК.
31. Способ по п.30, дополнительно включающий разделение образца ДНК на два или более фрагментов.
32. Способ по п.29, отличающийся тем, что один или более зондов комплементарен двум или более участкам в образце ДНК.
33. Способ по п.29, дополнительно включающий связывание одного или более свободных однонитевых концов с субстратом.
34. Способ по п.33, отличающийся тем, что связывание осуществляют с помощью взаимодействия биотин-авидин.
35. Система анализа, включающая:
один или более участков для введения однонитевого разрыва и мечения одно- или двунитевых биополимеров нуклеиновых кислот;
один или более участков, приспособленных для вытягивания биополимеров нуклеиновых кислот; и
устройство визуализации, пригодное для сбора визуальной информации с меченого биополимера нуклеиновых кислот.
36. Система анализа по п.35, дополнительно включающая один или более источников излучения, пригодных для возбуждения флуоресцентной метки, расположенной на биополимере нуклеиновых кислот.
37. Система анализа по п.35, отличающаяся тем, что устройство формирования изображения включает CCD-устройство.
38. Система анализа по п.37, дополнительно включающая компьютер, пригодный для сравнения изображения, полученного для меченого биополимера нуклеиновых кислот, с контрольным изображением.
39. Система анализа по п.35, отличающаяся тем, что участок, пригодный для вытягивания биополимеров нуклеиновых кислот, включает наноканал, оптические пинцеты, проточный канал или любую комбинацию перечисленного.