Rozdíl mezi mikročipem a sekvenováním další generace

Klíčový rozdíl - Microarray vs příští generace sekvenování
 

Procesy sekvenování DNA se široce používají v oborech biotechnologie, virologie, lékařské diagnostiky a forenzních věd. Je to proces, který určuje přesné pořadí nukleotidů, adeninu, guaninu, tyminu a cytosinu přítomných v molekule DNA. Postupy sekvenování DNA se staly akcelerátory zázračných objevů v lékařském a biologickém výzkumu. Tyto sekvenční metody se vyvinuly až k sekvenování kompletního genomu jednotlivých organismů včetně lidí a jiných živých druhů. Microarrays a Next Generation Sequencing jsou moderní postupy sekvenování DNA. Technika Microarray je konkrétně založena na hybridizaci, která obsahuje sadu známých cílů. Sekvenování nové generace je založeno na syntéze (která využívá DNA polymerázu k začlenění nukleotidů) a má schopnost sekvenovat celý genom nezávisle na dříve vybraných cílech. Toto je klíčový rozdíl mezi sekvencemi Microarray a Next Generation Sequencing.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je Microarray 
3. Co je sekvenování příští generace
4. Podobnosti mezi sekvencemi Microarray a Next Generation
5. Porovnání vedle sebe - Microarray vs příští generace sekvenování v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je Microarray?

DNA microarray je využívána jako laboratorní nástroj k identifikaci tisíců různých genových expresí současně. Je to pevný povrch, tj. Mikroskopické sklíčko, které obsahuje soubor mikroskopických skvrn DNA vytištěných na něm. Každý tištěný spot obsahuje známou genovou sekvenci nebo gen. Tyto známé sondy vytištěné na sklíčku slouží jako sondy pro detekci genové exprese. Toto je známé jako transkript. Hybridizace mezi dvěma řetězci DNA je základním principem, na kterém jsou microarrays založeny. Je to komplementární párování bází sekvencí nukleových kyselin s tvorbou vodíkových vazeb.

Obrázek 01: Microarray

Zpočátku jsou mRNA molekuly odebírány z experimentálního vzorku a referenčního vzorku získaného od zdravého jednotlivce. Experimentální vzorky se získávají od nemocných jedinců; například jedinec trpící rakovinou. Po získání jsou oba vzorky mRNA převedeny na cDNA (komplementární DNA). Dále je každý vzorek označen pomocí fluorescenční sondy. Fluorescenční sondy mají různé barvy pro rozlišení vzorku cDNA od referenční cDNA. Za účelem iniciace vazby molekul cDNA na mikroskopické sklíčko se oba vzorky smísí. Hybridizace je proces, kterým se molekuly cDNA připojují k DNA sondám na podložním sklíčku microarray. Jakmile je hybridizace dokončena, probíhá řada reakcí, aby se identifikovala a změřila exprese každého genu s výskytem různých barev podle množství exprimovaného genu. Výsledky z mikročipu se používají při vytváření profilu genové exprese, který lze použít k identifikaci různých chorobných stavů.

Co je sekvenování příští generace?

Sekvenování nové generace (NGS) je pokročilá metoda genetického sekvenování. Jeho princip je podobný principu Sangerova sekvenování, které závisí na kapilární elektroforéze. V NGS je genomický řetězec fragmentován a ligován do templátového řetězce. Báze každého řetězce jsou identifikovány emitovanými signály během jeho ligačního procesu. V metodě Sangerova sekvenování jsou zahrnuty tři samostatné kroky, sekvenování, separace a detekce. Díky těmto samostatným krokům je automatizace přípravy vzorku omezena na propustnost. V NGS je tato technika vyvinuta pomocí sekvenčního sekvenování s kombinací kroků Sangerova sekvenčního postupu, což může způsobit paralelní provádění miliónů reakčních sérií; to má za následek vysokou rychlost a průchodnost při nízkých nákladech.

Obrázek 02: Vývoj v NGS

NGS se skládá ze tří kroků; příprava knihovny (tvorba knihoven s náhodnou fragmentací DNA), amplifikace (amplifikace knihovny pomocí klonální amplifikace a PCR) a sekvenování. Procesy sekvenování genomu, které jsou prováděny po extrémně dlouhou dobu pomocí Sangerova postupu, by mohly být dokončeny během několika hodin pomocí NGS..

Jaká je podobnost mezi mikročipem a sekvenováním příští generace?

• Jak Microarray, tak Next Generation Sequencing jsou vyvíjeny pomocí maticového sekvenování.

Jaký je rozdíl mezi mikročipem a sekvenováním nové generace?

Microarray vs příští generace sekvenování
Microarray je soubor mikroskopických skvrn DNA připojených k pevnému povrchu, který se používá k měření hladin exprese velkého počtu genů současně.	NGS (Next-generation sekvencing) je vysoce výkonná technologie sekvenování DNA založená na technologii Sanger, která umožňuje paralelní sekvenování milionů nebo miliard DNA řetězců..
Interakce s Antigenem
Microarray je založen na hybridizaci, která se skládá ze souboru známých cílů.	NGS je založen na syntéze, která využívá DNA polymerázu k inkorporaci nukleotidů a je nezávislá na dříve vybraných cílech.

Shrnutí - Microarray vs Next Generation Sequencing

V souvislosti s výzkumem se sekvenování DNA stalo důležitým urychlovačem. Je široce používán v biotechnologiích, lékařských diagnózách a forenzních studiích. Vyvinula se a vyvinula se v účinnější a rychlejší postupy sekvenování. Microarrays a NGS jsou dvě pokročilé techniky sekvenování DNA. Oba jsou vyvíjeny pomocí sekvenčního sekvenování. Technika Microarray se spoléhá na hybridizaci, zatímco NGS je založena na syntéze, která využívá DNA polymerázu k začlenění nukleotidů. Toto je hlavní rozdíl mezi sekvencemi Microarray a Next Generation Sequencing.

Stáhněte si PDF verzi Microarray vs Next Generation Sequencing

Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro účely offline podle citace. Stáhněte si prosím verzi PDF zde Rozdíl mezi mikročipem a sekvenováním další generace

Reference:

1.Behjati, Sam a Patrick S. Tarpey. "Co je sekvenování příští generace?" Archives of Disease in Childhood. Edice Education and Practice Edition, BMJ Publishing Group, prosinec 2013, k dispozici zde. Přístup k 23. srpnu 2017
2.Bumgarner, Rogere. "Přehled microarrays dna." Aktuální protokoly v molekulární biologii, John Wiley and Sons Inc., 9. února 2016, k dispozici zde. Přístup k 23. srpnu 2017.
3. „DNA Microarray Technology“. Národní výzkumný ústav pro lidský genom (NHGRI), k dispozici zde. Přístup k 23. srpnu 2017.

Obrázek se svolením:

1. „DNA microarray“ od Guillaume Paumier (uživatel: guillom) - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
2. „Vývoj v sekvenování příští generace“ od Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) přes Commons Wikimedia