Kluczowa różnica między sekwencjonowaniem nanoporowym a iluminacyjnym polega na tym, że sekwencjonowanie nanoporowe jest techniką sekwencjonowania trzeciej generacji, która wykorzystuje nanopory do wykrywania sekwencji cząsteczki DNA, podczas gdy sekwencjonowanie iluminacyjne jest techniką sekwencjonowania drugiej generacji, która wykorzystuje odwracalność technologia terminatorów barwników do wykrywania sekwencji cząsteczki DNA.
Sekwencjonowanie DNA to określenie dokładnej sekwencji nukleotydów lub zasad cząsteczki DNA. Istnieje wiele szybkich metod określania sekwencji kwasów nukleinowych, które przyspieszają odkrycia w badaniach biologicznych i medycznych. Jedna z pierwszych technik sekwencjonowania DNA (sekwencjonowanie Sangera) została opracowana przez Fredericka Sangera w 1975 roku poprzez przyjęcie strategii wydłużania startera w MRC Centre, Cambridge, Wielka Brytania. Obecnie większość technik szybkiego sekwencjonowania DNA należy do kategorii sekwencjonowania DNA drugiej generacji (następnej generacji) i trzeciej generacji. Sekwencjonowanie nanoporów i iluminacji to dwie takie nowe technologie DNA.
Co to jest sekwencjonowanie nanoporów?
Sekwencjonowanie nanoporowe to technika sekwencjonowania trzeciej generacji, która wykorzystuje nanopory białkowe do wykrywania sekwencji kwasu nukleinowego cząsteczki DNA. W sekwencjonowaniu nanoporowym DNA przechodzące przez nanopor zmienia swój prąd. Ta zmiana zależy od kształtu, wielkości i długości sekwencji DNA. Otrzymany sygnał jest dekodowany w celu uzyskania określonej sekwencji DNA lub RNA. Ta metoda nie wymaga zmodyfikowanych nukleotydów i działa w czasie rzeczywistym.
Rysunek 01: Sekwencjonowanie nanoporów
Oxford Nanopore Technologies to popularna firma produkująca liczne urządzenia do sekwencjonowania nanoporów. Większość urządzeń do sekwencjonowania Oxford Nanopore ma komórki przepływowe. Ta komora przepływowa ma wiele maleńkich nanoporów osadzonych w elektrooporowej membranie. Każdy nanopor odpowiada własnej elektrodzie. Ta elektroda łączy się z kanałem i chipem czujnika. Elektroda ta mierzy prąd elektryczny przepływający przez nanopor. Kiedy cząsteczka przechodzi przez nanopor, jej prąd zmienia się lub zostaje zakłócony. Co więcej, to zakłócenie powoduje charakterystyczne zawijasy. Ten zawijas jest następnie dekodowany w celu określenia sekwencji DNA lub RNA w czasie rzeczywistym.
Co to jest sekwencjonowanie Illumina?
Sekwencjonowanie Illumina to technika sekwencjonowania drugiej generacji, która wykorzystuje technologię odwracalnych terminatorów barwnikowych do wykrywania sekwencji cząsteczek DNA. Firma Solexa, obecnie będąca częścią firmy Illumina, została założona w 1998 roku. Firma ta wymyśliła metodę sekwencjonowania opartą na technologii odwracalnych terminatorów barwnikowych i opracowanych polimerazach.
Rysunek 02: Sekwencjonowanie oświetlenia
W metodzie sekwencjonowania oświetlenia próbka jest najpierw dzielona na krótkie odcinki. Dlatego w sekwencjonowaniu oświetlenia na początku tworzone są krótkie odczyty lub fragmenty o wielkości 100-150 pz. Fragmenty te są następnie ligowane z ogólnymi adapterami i przyłączane do szkiełka. PCR jest wykonywany w celu amplifikacji każdego fragmentu. Tworzy to miejsce z wieloma kopiami tego samego fragmentu. Następnie są rozdzielane na jednoniciowe i poddawane sekwencjonowaniu. Szkiełko do sekwencjonowania zawiera fluorescencyjnie znakowane nukleotydy, polimerazę DNA i terminator. Ze względu na terminator dodawana jest tylko jedna baza na raz. Każdy terminator cyklu jest usuwany, co pozwala na dodanie kolejnej bazy do lokacji. Ponadto na podstawie sygnałów fluorescencyjnych komputer wykrywa zasadę dodawaną w każdym cyklu. Technologia sekwencjonowania Illumina konstruuje sekwencję w ciągu 4 do 56 godzin.
Jakie są podobieństwa między sekwencjonowaniem nanoporów i iluminacji?
- Sekwencjonowanie nanoporów i oświetlenia to dwie techniki sekwencjonowania.
- Obie są szybkimi i nowymi metodami sekwencjonowania.
- Służą do wykrywania sekwencji DNA i RNA.
- Oba mają wysoką dokładność.
Jaka jest różnica między sekwencjonowaniem nanoporów a sekwencjonowaniem iluminacji?
Sekwencjonowanie nanoporowe to technika sekwencjonowania trzeciej generacji, która wykorzystuje nanopory do wykrywania sekwencji cząsteczek DNA. W przeciwieństwie do tego, sekwencjonowanie iluminacji jest techniką sekwencjonowania drugiej generacji, która wykorzystuje technologię odwracalnych terminatorów barwnikowych do wykrywania sekwencji cząsteczek DNA. o, to jest kluczowa różnica między sekwencjonowaniem nanoporowym a iluminacyjnym. Co więcej, sekwencjonowanie nanoporowe ma dokładność 92-97%, a sekwencjonowanie oświetlenia ma 99% dokładność.
Poniższa infografika przedstawia różnice między sekwencjonowaniem nanoporów i iluminacji w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Sekwencjonowanie nanoporów kontra Illumina
Techniki sekwencjonowania o wysokiej przepustowości obejmują metody sekwencjonowania drugiej generacji (krótki odczyt) i trzeciej generacji (długi odczyt). Sekwencjonowanie Nanopore i Illumina to dwie nowe technologie DNA, które należą do kategorii sekwencjonowania DNA trzeciej i drugiej generacji (następnej generacji). Sekwencjonowanie nanoporowe wykorzystuje nanopory do wykrywania sekwencji cząsteczek DNA. Z drugiej strony sekwencjonowanie iluminacji wykorzystuje technologię odwracalnych terminatorów barwnikowych do wykrywania sekwencji cząsteczek DNA. Jest to zatem podsumowanie różnicy między sekwencjonowaniem nanoporowym a sekwencjonowaniem oświetlenia.
