Kluczowa różnica – mikromacierz a sekwencjonowanie nowej generacji
Procesy sekwencjonowania DNA są szeroko stosowane w dziedzinie biotechnologii, wirusologii, diagnostyki medycznej i kryminalistyki. Jest to proces, który określa dokładną kolejność nukleotydów, adeniny, guaniny, tyminy i cytozyny obecnych w cząsteczce DNA. Procedury sekwencjonowania DNA stały się akceleratorem cudownych odkryć w badaniach medycznych i biologicznych. Te metody sekwencjonowania ewoluowały aż do sekwencjonowania pełnego genomu pojedynczych organizmów, w tym ludzi i innych żywych gatunków. Mikromacierze i sekwencjonowanie nowej generacji to nowoczesne procedury sekwencjonowania DNA. Technika mikromacierzy opiera się w szczególności na hybrydyzacji, która zawiera zestaw znanych celów. Sekwencjonowanie nowej generacji opiera się na syntezie (która wykorzystuje polimerazę DNA do włączania nukleotydów) i ma możliwość sekwencjonowania całego genomu niezależnie od wcześniej wybranych celów. To jest kluczowa różnica między mikromacierzami a sekwencjonowaniem nowej generacji.
Co to jest mikromacierz?
Mikromacierz DNA jest wykorzystywana jako narzędzie laboratoryjne do jednoczesnej identyfikacji tysięcy różnych ekspresji genów. Jest to twarda powierzchnia, czyli szkiełko mikroskopowe, na którym nadrukowano zbiór mikroskopijnych plamek DNA. Każda wydrukowana plamka zawiera znaną sekwencję genu lub gen. Te znane sondy wydrukowane na szkiełku służą jako sondy do wykrywania ekspresji genów. Jest to znane jako transkryptom. Hybrydyzacja między dwiema nićmi DNA jest podstawową zasadą, na której opierają się mikromacierze. Jest to komplementarne parowanie zasad sekwencji kwasów nukleinowych z tworzeniem wiązań wodorowych.
Rysunek 01: Mikromacierz
Na początku, cząsteczki mRNA są zbierane z próbki eksperymentalnej i próbki referencyjnej otrzymanej od zdrowej osoby. Próbki doświadczalne uzyskuje się od chorych osobników; na przykład osoba cierpiąca na raka. Po uzyskaniu obie próbki mRNA są przekształcane w cDNA (komplementarne DNA). Następnie każda próbka jest znakowana przy użyciu sondy fluorescencyjnej. Sondy fluorescencyjne mają różne kolory, aby odróżnić cDNA próbki od cDNA odniesienia. W celu zainicjowania wiązania cząsteczek cDNA ze szkiełkiem mikromacierzy, dwie próbki miesza się ze sobą. Hybrydyzacja to proces, w którym cząsteczki cDNA przyłączają się do sond DNA na szkiełku mikromacierzy. Po zakończeniu hybrydyzacji następuje seria reakcji w celu zidentyfikowania i zmierzenia ekspresji każdego genu z pojawieniem się różnych kolorów w zależności od ilości eksprymowanego genu. Wyniki z mikromacierzy są wykorzystywane do tworzenia profilu ekspresji genów, który można wykorzystać do identyfikacji różnych stanów chorobowych.
Co to jest sekwencjonowanie nowej generacji?
Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) to zaawansowana metoda sekwencjonowania genetycznego. Jego zasada jest podobna do sekwencjonowania Sangera, która opiera się na elektroforezie kapilarnej. W NGS nić genomowa jest fragmentowana i ligowana z nicią matrycową. Podstawy każdej nici są identyfikowane przez sygnały emitowane podczas procesu ligacji. W metodzie sekwencjonowania Sangera zaangażowane są trzy oddzielne kroki, sekwencjonowanie, separacja i detekcja. Ze względu na te oddzielne etapy automatyzacja przygotowania próbki jest ograniczona pod względem wydajności. W NGS technika ta jest rozwijana przy użyciu sekwencjonowania opartego na macierzy z kombinacją etapów procedury sekwencjonowania Sangera, która może spowodować, że miliony serii reakcji będą przeprowadzane równolegle w tym samym czasie; skutkuje to dużą szybkością i przepustowością przy niskich kosztach.
Rysunek 02: Zmiany w NGS
NGS składa się z trzech kroków; przygotowanie biblioteki (tworzenie bibliotek z wykorzystaniem losowej fragmentacji DNA), amplifikacja (amplifikacja biblioteki przy użyciu amplifikacji klonalnej i PCR) oraz sekwencjonowanie. Procesy sekwencjonowania genomu, które są przeprowadzane przez bardzo długi czas przy użyciu procedury sekwencjonowania Sangera, można ukończyć w ciągu kilku godzin przy użyciu NGS.
Jakie jest podobieństwo między mikromacierzami a sekwencjonowaniem nowej generacji?
Zarówno mikromacierze, jak i sekwencjonowanie nowej generacji są opracowywane przy użyciu sekwencjonowania opartego na macierzy
Jaka jest różnica między mikromacierzami a sekwencjonowaniem nowej generacji?
Mikromacierz a sekwencjonowanie nowej generacji |
|
| Mikromacierz to zbiór mikroskopijnych plamek DNA przymocowanych do stałej powierzchni, który służy do pomiaru poziomu ekspresji dużej liczby genów jednocześnie. | NGS (sekwencjonowanie nowej generacji) to technologia wysokoprzepustowego sekwencjonowania DNA, która nie jest oparta na Sangerze, która umożliwia równoległe sekwencjonowanie milionów lub miliardów nici DNA. |
| Interakcje z antygenem | |
| Mikromacierz opiera się na hybrydyzacji, która składa się ze zbioru znanych celów. | NGS opiera się na syntezie, która wykorzystuje polimerazę DNA do włączania nukleotydów i jest niezależna od wcześniej wybranych celów. |
Podsumowanie - mikromacierz kontra sekwencjonowanie nowej generacji
W kontekście badań sekwencjonowanie DNA stało się ważnym akceleratorem. Jest szeroko stosowany w biotechnologii, diagnostyce medycznej i badaniach sądowych. Rozwinął się i rozwinął w bardziej wydajne i szybsze procedury sekwencjonowania. Mikromacierze i NGS to dwie obecne zaawansowane techniki sekwencjonowania DNA. Oba zostały opracowane przy użyciu sekwencjonowania opartego na macierzy. Technika mikromacierzy opiera się na hybrydyzacji, podczas gdy NGS opiera się na syntezie, która wykorzystuje polimerazę DNA do włączania nukleotydów. To jest główna różnica między mikromacierzami a sekwencjonowaniem nowej generacji.
Pobierz wersję PDF mikromacierzy a sekwencjonowanie nowej generacji
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między mikromacierzami a sekwencjonowaniem nowej generacji
