Różnica między mikromacierzem a sekwencjonowaniem nowej generacji

Kluczowa różnica - mikromacierz a sekwencjonowanie nowej generacji
 

Procesy sekwencjonowania DNA są szeroko stosowane w dziedzinie biotechnologii, wirusologii, diagnozy 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 przyspieszaczem cudownych odkryć w badaniach medycznych i biologicznych. Te metody sekwencjonowania ewoluowały do ​​sekwencjonowania pełnego genomu poszczególnych 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 włączenia nukleotydów) i ma zdolność do sekwencjonowania całego genomu niezależnie od wcześniej wybranych celów. Jest to kluczowa różnica między mikromacierzem a sekwencjonowaniem nowej generacji.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest mikromacierz 
3. Co to jest sekwencjonowanie nowej generacji
4. Podobieństwa między mikromacierzem a sekwencjonowaniem nowej generacji
5. Porównanie obok siebie - mikromacierz a sekwencjonowanie nowej generacji w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest Microarray?

Mikromacierz DNA jest wykorzystywana jako narzędzie laboratoryjne do identyfikacji tysięcy różnych ekspresji genów jednocześnie. Jest to solidna powierzchnia, tj. Szkiełko mikroskopowe, które zawiera nadrukowany zbiór mikroskopijnych plam DNA. Każde wydrukowane miejsce zawiera znaną sekwencję genową lub gen. Te znane sondy wydrukowane na szkiełku służą jako sondy do wykrywania ekspresji genów. Jest to znane jako transkryptom. Hybrydyzacja między dwiema niciami DNA jest podstawową zasadą, na której oparte są mikromacierze. Jest to komplementarne parowanie zasad sekwencji kwasów nukleinowych z tworzeniem wiązań wodorowych.

Rysunek 01: Mikromacierz

Początkowo cząsteczki mRNA są pobierane z próbki eksperymentalnej i próbki referencyjnej uzyskanej od zdrowego osobnika. Próbki doświadczalne są pobierane od chorych; na przykład osoba cierpiąca na raka. Po uzyskaniu obie próbki mRNA są przekształcane w cDNA (komplementarny DNA). Następnie każdą próbkę znakuje się za pomocą 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 razem. Hybrydyzacja to proces, w którym cząsteczki cDNA przyczepiają się do sond DNA na szkiełku mikromacierzy. Po zakończeniu hybrydyzacji zachodzi 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 sekwencji Sangera, która zależy od elektroforezy kapilarnej. W NGS nić genomowa jest pofragmentowana i podwiązana do nici matrycy. Zasady każdej nici są identyfikowane przez emitowane sygnały podczas procesu ligacji. W metodzie sekwencjonowania Sangera występują trzy oddzielne etapy: sekwencjonowanie, separacja i wykrywanie. Ze względu na te oddzielne etapy automatyzacja przygotowania próbki ma ograniczoną przepustowość. W NGS technika jest rozwijana przy użyciu sekwencjonowania opartego na macierzy z kombinacją etapów procedury sekwencjonowania Sanger, co może spowodować, że miliony serii reakcji będą prowadzone równolegle w tym samym czasie; skutkuje to wysoką prędkością i przepustowością przy niskim koszcie.

Rysunek 02: Zmiany w NGS

NGS składa się z trzech etapów; przygotowanie biblioteki (tworzenie bibliotek z wykorzystaniem losowej fragmentacji DNA), amplifikacja (amplifikacja biblioteki z wykorzystaniem amplifikacji klonalnej i PCR) i sekwencjonowanie. Procesy sekwencjonowania genomu, które są przeprowadzane przez bardzo długi czas przy użyciu procedury sekwencjonowania Sanger, można zakończyć w ciągu kilku godzin przy użyciu NGS.

Jakie jest podobieństwo między mikromacierzem a sekwencjonowaniem nowej generacji?

• Zarówno sekwencjonowanie mikromacierzy, jak i następnej generacji są opracowywane przy użyciu sekwencjonowania opartego na macierzy.

Jaka jest różnica między mikromacierzem a sekwencjonowaniem nowej generacji?

Mikromacierz a sekwencjonowanie nowej generacji
Mikromacierz to zbiór mikroskopijnych plam DNA przyczepionych do stałej powierzchni, który służy do pomiaru poziomów ekspresji dużej liczby genów jednocześnie.	NGS (sekwencjonowanie nowej generacji) to wysokoprzepustowa technologia sekwencjonowania DNA nie oparta na systemie Sanger, która umożliwia równoległe sekwencjonowanie milionów lub miliardów nici DNA.
Interakcje z antygenem
Mikromacierz opiera się na hybrydyzacji, która składa się z zestawu znanych celów.	NGS opiera się na syntezie, która wykorzystuje polimerazę DNA do włączenia nukleotydów i jest niezależna od wcześniej wybranych celów.

Podsumowanie - mikromacierz a sekwencjonowanie nowej generacji

W kontekście badań sekwencjonowanie DNA stało się ważnym przyspieszaczem. Jest szeroko stosowany w biotechnologii, diagnostyce medycznej i badaniach kryminalistycznych. Ewoluował i rozwinął się w bardziej wydajne i szybkie procedury sekwencjonowania. Mikromacierze i NGS to dwie zaawansowane techniki sekwencjonowania DNA. Oba są opracowywane przy użyciu sekwencjonowania opartego na macierzy. Technika mikromacierzy polega na hybrydyzacji, podczas gdy NGS opiera się na syntezie, która wykorzystuje polimerazę DNA do włączenia nukleotydów. Jest to główna różnica między mikromacierzem a sekwencjonowaniem nowej generacji.

Pobierz wersję PDF Microarray vs. Sekwencjonowanie nowej generacji

Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatem. Pobierz wersję PDF tutaj Różnica między mikromacierzem a sekwencjonowaniem nowej generacji

Bibliografia:

1.Behjati, Sam i Patrick S Tarpey. „Czym jest sekwencjonowanie nowej generacji?” Archives of Disease in Childhood. Education and Practice Edition, BMJ Publishing Group, grudzień 2013, dostępne tutaj. Dostęp 23 sierpnia 2017 r
2.Bumgarner, Roger. „Przegląd mikromacierzy DNA”. Aktualne protokoły w biologii molekularnej, John Wiley and Sons Inc., 9 lutego 2016, dostępne tutaj. Dostęp 23 sierpnia 2017 r.
3. „Technologia mikromacierzy DNA”. National Human Genome Research Institute (NHGRI), dostępny tutaj. Dostęp 23 sierpnia 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Mikromacierz DNA” Guillaume Paumier (użytkownik: guillom) - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Rozwój sekwencjonowania nowej generacji” Autor: Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia