Skirtumas tarp NGS ir Sanger sekos

Pagrindinis skirtumas - NGS vs Sanger sekos
 

Next Generation Sequencing (NGS) ir Sanger Sequencing yra dviejų tipų nukleotidų sekos nustatymo metodai, sukurti laikui bėgant. „Sanger“ sekvenavimo metodas buvo plačiai naudojamas daugelį metų, todėl NGS jį neseniai pakeitė dėl savo pranašumų. Pagrindinis skirtumas tarp NGS ir Sanger Sequencing yra tas NGS veikia tuo pačiu metu, per sekų sudarymo sistemą, kad būtų galima sekti milijonus sekų, tuo tarpu Sanger sekvencija veikia grandinės nutraukimo principą, nes DNR replikacijos metu DNR polimerazės fermentas selektyviai prideda dideoksinukleotidus ir dėl to fragmentai atsiskiria kapiliarų būdu. elektroforezė.

TURINYS
1. Apžvalga ir svarbiausias skirtumas
2. Kas yra nukleotidų sekos nustatymas
3. Kas yra NGS
4. Kas yra „Sanger“ sekvenavimas
5. Šalutinis palyginimas - NGS vs Sanger Sequencing
6. Santrauka

Kas yra nukleotidų sekos nustatymas?

Genetinė informacija saugoma organizmo DNR ar RNR nukleotidų sekose. Teisingos nukleotidų eilės (naudojant keturias bazes) nustatymo tam tikrame fragmente (gene, genų grupėje, chromosomoje ir visame genome) nustatymo procesas yra žinomas kaip nukleotidų seka. Genų tyrimuose, teismo medicinos tyrimuose, virusologijoje, biologinėje sisteminėje, medicininėje diagnozėje, biotechnologijose ir daugelyje kitų sričių labai svarbu analizuoti genų struktūrą ir funkcijas. Yra įvairių rūšių sekos nustatymo metodai, kuriuos sukūrė mokslininkai. Tarp jų, Sanger seka sukūrė Frederikas Sangeris 1977 m., buvo plačiai naudojamas ir populiarinamas ilgą laiką iki Naujos kartos sekos pakeitė.

Kas yra NGS?

„Next Generation Sequencing“ (NGS) yra terminas, naudojamas žymėti šiuolaikinius didelio pralaidumo sekos nustatymo procesus. Jis apibūdina daugybę skirtingų šiuolaikinių sekų sudarymo technologijų, kurios sukėlė revoliuciją genomo tyrimams ir molekulinei biologijai. Šios metodikos yra sekos sekcijos „Illumina“, „Roche 454“, jonų protonų ir „SOLiD“ (sekvenavimas pagal „Oligo Ligation Detection“) sekos nustatymas. NGS sistemos yra greitesnės ir pigesnės. NGS sistemose naudojami keturi pagrindiniai DNR sekos nustatymo metodai: pirosekvinimas, sekos sinteze, sekos jungimas ir jonų puslaidininkių sekos. Daugybė DNR ar RNR sruogų (milijonai) gali būti seka lygiagrečiai. Tai leidžia per trumpą laiką nustatyti viso organizmo genomo seką, skirtingai nei Sangerio sekvenavimas, kuris reikalauja daugiau laiko.

NGS turi daug pranašumų, palyginti su įprastu sekvenciniu Sanger metodu. Tai greitas, tikslesnis ir ekonomiškesnis procesas, kurį galima atlikti su mažu imties dydžiu. NGS gali būti naudojamas atliekant metagenominius tyrimus, nustatant individualių genomų variacijas dėl įterpimų ir trynimų ir pan. Bei analizuojant genų ekspresijas..

_1 pav. NGS sekvenavimo raida

Kas yra „Sanger“ sekvenavimas?

„Sanger Sequencing“ yra sekos sudarymo metodas, kurį 1977 m. Sukūrė Frederikas Sangeris ir jo kolegos, kad būtų galima nustatyti tikslią nurodyto DNR fragmento nukleotidų seką. Jis taip pat žinomas kaip grandinės nutraukimo seka arba Dideoksi seka. Šio metodo veikimo principas yra grandinės sintezės nutraukimas DNR replikacijos metu selektyviai įtraukiant grandinę, užbaigiantį dideoksinukleotidus (ddNTPs), tokius kaip ddGTP, ddCTP, ddATP ir ddTTP. Normalūs nukleotidai turi 3 'OH grupes fosfodiesterio jungties tarp gretimų nukleotidų formavimui, kad būtų galima tęsti stygų formavimąsi. Tačiau ddNTP trūksta šios 3 'OH grupės ir jie nesugeba sudaryti fosfodiesterinių ryšių tarp nukleotidų. Taigi grandinės pailgėjimas yra nutrauktas.

Taikant šį metodą, viengrandė DNR, kurią reikia sekti, naudojama kaip šablono grandinė in vitro DNR sintezė. Kiti reikalavimai yra oligonukleotidinis pradmuo, deoksinukleotidų pirmtakai ir DNR polimerazės fermentas. Kai yra žinomi tikslinio fragmento galai, pradmenis galima lengvai suprojektuoti DNR replikacijai. Keturiuose atskiruose mėgintuvėliuose atliekamos keturios atskiros DNR sintezės reakcijos. Kiekvienas vamzdis turi atskirus ddNTP, kartu su kitais reikalavimais. Iš konkretaus nukleotido pridedamas dNTP ir ddNTP mišinys. Taip pat keturios atskiros reakcijos yra atliekamos keturiuose mėgintuvėliuose su keturiais mišiniais. Po reakcijų atliekamas DNR fragmentų aptikimas ir fragmentų modelio pavertimas informacija apie seką. Gauti DNR fragmentai yra denatūruoti termiškai ir atskirti geliniu elektroforeze. Jei naudojami radioaktyvieji nukleotidai, juostos struktūrą poliakrilamido gelyje galima parodyti autoradiografijos būdu. Kai šiuo metodu naudojami fluorescencingai pažymėti dideoksinukleotidai, jis gali būti sušvelnintas nuskaitytame gelyje ir praleistas per lazerio spindulį, kad jį būtų galima aptikti fluorescenciniu detektoriumi. Siekiant išvengti klaidų, kurios gali kilti, kai seka yra skaitoma akimi ir rankiniu būdu įvedama į kompiuterį, šis metodas buvo išplėtotas naudojant automatinį sekos generatorių kartu su kompiuteriu.

Tai metodas, naudojamas DNR seka iš projekto „Žmogaus genomas“. Šis metodas vis dar naudojamas su patobulintomis modifikacijomis, nes jis pateikia tikslią sekos informaciją, nepaisant to, kad procesas yra brangus ir lėtas.

Paveikslas_2: „Sanger“ sekvenavimas

Kuo skiriasi NGS ir Sanger Sequencing?

NGS vs Sanger sekos
Naujos kartos sekvenavimas (NGS) nurodo šiuolaikinius didelio pralaidumo sekos nustatymo procesus. Tai apibūdina daugybę skirtingų šiuolaikinių sekų sudarymo technologijų	„Sanger Sequencing“ yra sekos nustatymo metodas, kurį sukūrė Frederikas Sangeris, kad būtų galima nustatyti tikslią nurodyto DNR fragmento nukleotidų seką..
Kainos efektyvumas
NGS yra pigesnis procesas, nes jis sumažina laiką, žmogaus galią ir chemikalus.	Tai brangus procesas, nes tam reikia laiko, žmogaus jėgų ir daugiau chemikalų.
Greitis
Tai greičiau, nes daugelio sruogų cheminis ir signalinis aptikimas vyksta lygiagrečiai.	Tai užima daug laiko, nes cheminis aptikimas ir signalo aptikimas vyksta dviem atskirais procesais ir tik vienu metu gali būti skaitomi.
Patikimumas
NGS yra patikimas.	„Sanger“ sekos yra mažiau patikimos
Imties dydis
NGS reikia mažiau DNR.	Šiam metodui reikia daug šablono DNR.
DNR bazės kiekvienai sekvencijai
DNR bazių skaičius viename sekvenciniame fragmente yra mažesnis nei Sangerio metode	Kuriančios sekos yra ilgesnės nei NGS sekos.

Santrauka - NGS vs Sanger sekos

NGS ir Sanger sekvenavimas yra nukleotidų sekos nustatymo metodai, plačiai naudojami molekulinėje biologijoje. Sanger sekos nustatymas yra ankstyvas sekos nustatymo metodas, kurį pakeitė NGS. Pagrindinis skirtumas tarp NGS ir „Sanger Sequencing“ yra tas, kad NGS yra greitas, tikslesnis ir ekonomiškesnis procesas nei „Sanger“ sekos. Abu metodai sukėlė didelius genetikos ir biotechnologijų protrūkius.

Nuoroda:
1. Nowrousian, Minou. „Naujos kartos eukariotinių mikroorganizmų sekvenavimo būdai: sekvenavimu pagrįsti biologinių problemų sprendimai“. Eukariotų ląstelė. Amerikos mikrobiologijos draugija, 2010 m. Rugsėjo mėn. Žiniatinklis. 2017 m. Vasario 18 d
2. Sangeris, F., S. Nicklenas ir A. R. Coulsonas. „DNR sekos sudarymas su grandinę nutraukiančiais inhibitoriais“. Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai 74.12 (1977): 5463–467. Žiniatinklis.
3. Liu, Lin, Yinhu Li, Siliang Li, Ni Hu, Yimin He, Ray Pong, Danni Lin, Lihua Lu ir Maggie Law. „Naujos kartos sekvenavimo sistemų palyginimas“. Žurnalas „Biomedicina and Biotechnology 2012“ (2012): 1–11. Žiniatinklis.

Vaizdo mandagumas:
„Sanger“ sekos sudarymas Estevezj - Savas darbas (CC BY-SA 3.0) per „Commons Wikimedia“ 
Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) per „Commons Wikimedia“ - „Pokyčiai naujos kartos sekose“