Különbség az NGS és a Sanger szekvenálás között | NGS vs Sanger Sequencing

Kulcskülönbség - NGS vs Sanger Sequencing

A következő generációs szekvenálás (NGS) és a Sanger Sequencing kétfajta nukleotid szekvenálási technika az idő múlásával alakul ki. A Sanger Sequencing-eljárást sok éven át használták, és az NGS a közelmúltban helyettesíti az előnyeit. Az NGS és a Sanger Sequencing között a legfontosabb különbség az, hogy az NGS a szekvencia-rendszeren keresztül egyidejűleg gyors egymásutánban szekvenálódik egymás mellett több millió szekvenciát, miközben a Sanger Sequencing a láncvégződés alapjául szolgál a dideoxinukleotidok szelektív beépítésével DNS-polimeráz enzim a DNS-replikáció során és a kapott fragmensek elválasztása kapilláris elektroforézissel.

Tartalomjegyzék

1. Áttekintés és kulcskülönbség

2. Mi a nukleotid szekvencia

3. Mi az NGS

4. Mi a Sanger Sequencing

5. Oldalankénti összehasonlítás - NGS vs Sanger szekvenálás

6. Összefoglaló

Mi a nukleotid szekvenálás?

A genetikai információt a szervezet DNS vagy RNS nukleotidszekvenciáiban tárolják. Egy adott fragmentumban (génben, géncsoportban, kromoszómában és teljes genomban) lévő nukleotidok helyes sorrendjének (négy bázis alkalmazásával történő meghatározása) nukleotid szekvenálás néven ismert. Nagyon fontos a genomikus vizsgálatok, igazságügyi vizsgálatok, virológia, biológiai szisztematikus, orvosi diagnózis, biotechnológia és sok más területen a gének szerkezetének és működésének elemzése. A tudósok különböző típusú szekvenálási módszereket fejlesztenek ki. Ezek közül a Sanger szekvenálás által kifejlesztett Frederick Sanger 1977-ben széles körben használták és népszerűsítették hosszú ideig, amíg Next Generation Sequencing helyettesítette.

Mi az NGS?

A következő generációs szekvenálás (NGS) kifejezés a modern nagy teljesítményű szekvenálási folyamatokra utal. Számos különböző modern szekvenálási technológiát ír le, amelyek forradalmasították a genomikai tanulmányokat és a molekuláris biológiát. Ezek a technikák Illumina szekvenálás, Roche 454 szekvenálás, Ion Proton szekvenálás és SOLiD (Sequencing by Oligo ligációs detektálás) szekvenálás. Az NGS rendszerek gyorsabbak és olcsóbbak. Négy fő DNS szekvenálási módszert alkalmaznak az NGS rendszerekben; piroszekvenálás, szekvenálás szintézissel, szekvenálás ligálással és ion félvezető szekvenálással. Számos DNS vagy RNS szál (egymillió) párhuzamosan szekvenálható. Lehetővé teszi az organizmusok teljes genomjának rövid időn belüli szekvenálását, ellentétben a Sanger-szekvenálással, amely több időt vesz igénybe.

Az NGS számos előnnyel rendelkezik a hagyományos szekvenáló Sanger módszerrel szemben. Ez egy nagysebességű, pontosabb és költséghatékonyabb folyamat, amely kis mintamérettel elvégezhető. Az NGS-t metagenomikus vizsgálatokban, egyéni genomon belüli variációk kimutatásában használhatjuk beillesztések és deléciók stb., Valamint a génexpressziók elemzésében.

Ábra_1: Az NGS szekvenciában bekövetkezett változások

Mi a Sanger szekvenálás?

A Sanger Sequencing egy olyan szekvenáló módszer, amelyet Frederick Sanger és munkatársai 1977-ben fejlesztettek ki egy adott DNS-fragmens pontos nukleotidrendjének meghatározására. Ez az úgynevezett láncvégződés szekvenálás vagy Dideoxy sequencing . Ennek a módszernek a működési elve a szálszintézis megszüntetése a DNS-polimeráz DNS-replikációja során lánctermináló dideoxinukleotidok (ddNTP-k), például ddGTP, ddCTP, ddATP és ddTTP szelektív beépítésével. A normál nukleotidok 3 'OH csoportot tartalmaznak foszfodiészter kötés kialakítására a szomszédos nukleotidok között a szálképződés folytatásához. Az ddNTP-k azonban hiányoznak a 3'-OH csoporttól és nem képesek foszfodiészterkötéseket létrehozni a nukleotidok között. Ezért a lánchosszabbítás megszűnik.

Ebben a módszerben a szekvenált egyszálú DNS templát szálként szolgál in vitro DNS szintézishez. További követelmények az oligonukleotid primer, deoxinukleotid prekurzorok és DNS polimeráz enzim. Ha a cél-fragmens oldalirányú végei ismeretesek, a primerek könnyen kialakíthatók a DNS-replikációhoz. Négy különálló DNS szintézisreakciót hajtunk végre négy külön csőben. Minden csőnek külön ddNTP-je van, más követelményekkel együtt. Az adott nukleotidból dNTP-k és ddNTP-ek keverékét adjuk hozzá. Hasonlóképpen négy különálló reakciót végzünk négy, négy keverékkel ellátott csőben. A reakciók után a DNS-fragmensek kimutatását és a fragmensmintázat szekvenciainformációvá történő átalakítását végezzük. A kapott DNS-fragmenseket hő denaturáljuk és gélelektroforézissel elválasztjuk. Ha radioaktív nukleotidokat használnak, akkor a poliakrilamid gélben a kötési mintázat autoradiográfiával láthatóvá tehető. Ha ez a módszer fluoreszcens módon megcímkézett dideoxinukleotidokat alkalmaz, akkor lecsökkenthető a gél leolvasása és egy lézer sugarán keresztül, amelyet a fluoreszcens detektor detektál. Az esetleges hibák elkerülése érdekében, amikor a szekvenciát a szemek olvasják, és manuálisan belépnek egy számítógépbe, ez a módszer a számítógéphez kapcsolt automatizált szekvenszer használatával fejlődött ki.

Ez a módszer az emberi genom projektből származó DNS szekvenálásához. Ez a módszer még mindig használatban van a fejlett módosításokkal, mivel pontos szekvenciainformációt biztosít, annak ellenére, hogy ez egy drága és lassú folyamat.

Figure_2: Sanger Sequencing

Mi a különbség az NGS és a Sanger Sequencing között?

- diff A cikk előtti táblázat ->

NGS vs Sanger Sequencing
A következő generációs szekvencia (NGS) a modern nagy teljesítményű szekvenálási folyamatokra utal.Számos különböző modern szekvenálási technológiát ír le	A Sanger Sequencing egy Frederick Sanger által kifejlesztett szekvenálási módszer, amely meghatározza egy adott DNS-fragmens pontos nukleotidrendjét.
Költséghatékonyság
Az NGS olcsóbb folyamat, mivel csökkenti az időt, az ember erejét és a vegyi anyagokat.	Ez egy költséges folyamat, mert idő, ember ereje és több vegyi anyag van.
Sebesség
Ez gyorsabb, mivel mindkét szál kémiai felderítése és jelfelismerése párhuzamosan történik.	Ez időigényes, mivel a kémiai kimutatás és a jelfelismerés két különálló folyamat, és csak a szálak egyszerre olvasható.
Megbízhatóság
Az NGS megbízható.	A Sanger szekvenálása kevésbé megbízható
Minta mérete
Az NGS kevesebb DNS-t igényel.	Ez a módszer nagy mennyiségű sablon DNS-t igényel.
DNS-bázisok szekvenált fragmentumonként
A DNS-bázisok száma szekvenált fragmentumonként kisebb, mint a Sanger-módszer	A szekvenciák előállítása hosszabb, mint az NGS szekvenciáké.

Összefoglaló - NGS vs Sanger Sequencing

Az NGS és a Sanger Sequencing nukleotid szekvenálási technikákat széles körben alkalmazzák a Molecular Biology-ban. A Sanger szekvenálás korai szekvenálási módszer, amelyet NGS váltott fel. Az NGS és a Sanger Sequencing fő különbsége az, hogy az NGS nagy sebességű, pontosabb és költséghatékonyabb folyamat, mint a Sanger szekvenálás. Mindkét technika súlyos kitöréseket okozott a genetika és a biotechnológia területén.

Referencia:

1. Újszülött, Minou. "Eukarióta mikroorganizmusok következő generációs szekvenálási technikái: Sequencing-Based Solutions to Biological Problems. "Eukarióta sejt. American Society for Microbiology, 2010. szeptember. Web. 2017. február 18-án

2. Sanger, F., S. Nicklen és A. R. Coulson. "DNS-szekvenálás lánc-végződő inhibitorokkal. "Az Országos Tudományos Akadémia folyóirata 74. 12 (1977): 5463-467. Web.

3. Liu, Lin, Yinhu Li, Siliang Li, Ni Hu, Yimin He, Ray Pong, Danni Lin, Lihua Lu és Maggie Law. "A következő generációs szekvenáló rendszerek összehasonlítása. "Journal of Biomedicine and Biotechnology 2012 (2012): 1-11. Web.

Image Örökség:

"Sanger-szekvenálás" Estevezj - Saját munkák (CC BY-SA 3. 0) a Commons Wikimedia alatt

"A következő generációs szekvenálás fejlődése" Nederbragt, Lex (2012) CC BY 3. 0) Commons Wikimedia alatt