Különbség az NGS és a Sanger szekvenálás között

Fő különbség - NGS vs Sanger szekvenálás
 

A Next Generation Sequencing (NGS) és a Sanger Sequencing kétféle nukleotid szekvenálási technika, amelyeket az idő során fejlesztettek ki. A Sanger szekvenálási módszert sok éven át széles körben használták, és az NGS előnyeinek köszönhetően a közelmúltban váltotta fel. A legfontosabb különbség az NGS és a Sanger Sequencing között az Az NGS azon az elven működik, hogy egymillió szekvenciát egyidejűleg gyorsan szekvenáljon egy szekvenciarendszeren keresztül, míg a Sanger-szekvenálás a lánc lezárásának fő feladata, mivel a dideoxinukleotidokat szelektíven beépítik a DNS-polimeráz enzimbe a DNS replikáció során, és ennek eredményeként a fragmensek kapillárisan szétválódnak. elektroforézis.

TARTALOMJEGYZÉK
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a nukleotid szekvenálás?
3. Mi az NGS?
4. Mi a Sanger szekvenálás?
5. Összehasonlítás egymással - NGS vs Sanger szekvenálás
6. Összegzés

Mi a nukleotid szekvenálás??

A genetikai információt egy szervezet DNS vagy RNS nukleotidszekvenciái tárolják. A nukleotidok helyes sorrendjének meghatározása (négy bázis felhasználásával) egy adott fragmentumban (egy génben, géncsoportban, kromoszómában és a teljes genomban) nukleotid-szekvenálásnak nevezik. A génszerkezet és a gének szerkezetének és funkciójának elemzése nagyon fontos a genomikai, kriminalisztikai, virológiai, biológiai szisztematikai, orvosi diagnózis, biotechnológiai és sok más területen. Különböző típusú szekvenálási módszerek léteznek a tudósok által. Közöttük, Sanger szekvenálás A Frederick Sanger által 1977-ben kifejlesztett terméket széles körben használták és népszerűsítették hosszú ideig, egészen a Következő generációs szekvenálás helyettesítette.

Mi az NGS??

A Next Generation Sequencing (NGS) kifejezés a modern nagy teljesítményű szekvenálási folyamatokra utal. Számos különféle modern szekvenálási technológiát ír le, amelyek forradalmasították a genomikutatást és a molekuláris biológiát. Ezek a technikák az Illumina szekvenálás, a Roche 454 szekvenálás, az ion proton szekvenálás és a SOLiD (szekvenálás Oligo Ligation Detection segítségével) szekvenálás. Az NGS rendszerek gyorsabbak és olcsóbbak. Négy fő DNS-szekvenálási módszert használnak az NGS rendszerekben, nevezetesen; pirosekvenálás, szekvenálás szintetikus úton, szekvenálás ligációval és ion félvezető szekvenálás. Számos DNS- vagy RNS-szál (millió) szekvenálható párhuzamosan. Ez lehetővé teszi az organizmusok teljes genomjának szekvenálását rövid időn belül, ellentétben a Sanger szekvenálásával, amely több időt vesz igénybe.

Az NGS-nek számos előnye van a hagyományos Sanger-módszerrel szemben. Ez egy nagy sebességű, pontosabb és költséghatékonyabb folyamat, amelyet kis méretű mintával lehet végrehajtani. Az NGS felhasználható a metagenomikus vizsgálatokban, az egyed genomjában az inszerciók és deléciók stb. Miatt bekövetkező variációk kimutatásában és a gén expresszió elemzésében.

Ábra: Az NGS szekvenálás fejleményei

Mi a Sanger szekvenálás??

A Sanger-szekvenálás egy szekvenálási módszer, amelyet Frederick Sanger és kollégái 1977-ben fejlesztettek ki egy adott DNS-fragmens pontos nukleotid-sorrendjének meghatározására. Más néven lánczáró szekvenálás vagy Dideoxi szekvenálás. Ennek a módszernek a működési elve a szálszintézis befejezése dideoxinukleotidokat (ddNTP-ket), például ddGTP, ddCTP, ddATP és ddTTP láncot végző szelektív beépítéssel DNS-polimeráz segítségével a DNS replikációja során. A normál nukleotidok 3 'OH-csoporttal rendelkeznek a szomszédos nukleotidok közötti foszfodiészter-kötés kialakításához a szálképzés folytatása érdekében. A ddNTP-k azonban nem tartalmazzák ezt a 3 'OH-csoportot, és nem képesek foszfodiészter kötéseket képezni a nukleotidok között. Ezért a lánc meghosszabbodása megszűnik.

Ebben az eljárásban a szekvenálandó egyszálú DNS szolgál templát szálként in vitro DNS szintézis. További követelmények az oligonukleotid primer, a deoxinukleotid prekurzorok és a DNS polimeráz enzim. Ha a célfragmens szomszédos végei ismertek, a primereket könnyen megtervezhetjük a DNS replikációjára. Négy különálló DNS-szintézisreakciót hajtunk végre négy különálló csőben. Minden cső külön ddNTP-kel rendelkezik, más követelményekkel együtt. Az adott nukleotidból dNTP-k és ddNTP-k keverékét adjuk hozzá. Hasonlóképpen, négy különálló reakciót hajtunk végre négy csőben, négy keverékkel. A reakciók után elvégezzük a DNS-fragmensek detektálását és a fragmentummintázat szekvenciainformációvá történő átalakítását. A kapott DNS-fragmenseket hő-denaturáljuk és gélelektroforézissel elválasztjuk. Radioaktív nukleotidok használata esetén a poliakrilamid gélben a sávos mintázat autoradiográfiával láthatóvá válik. Amikor ez a módszer fluoreszcensen címkézett dideoxinukleotidokat alkalmaz, akkor ez lecsökkenthető a leolvasott gélen, és átvezethető egy lézersugáron, amelyet a fluoreszcens detektor képes detektálni. Annak elkerülése érdekében, hogy a sorozatot a szem elolvassa és manuálisan beírhassa a számítógépbe, előfordulhat, hogy ez a módszer az automatizált szekvencer használatához alakult ki, a számítógéppel összekapcsolva..

Ez az eljárás a DNS szekvenálására szolgál a humán genom projektből. Ez a módszer továbbra is használatban van a fejlett módosításokkal, mivel pontos szekvenciainformációkat ad, annak ellenére, hogy drága és lassú folyamat.

Ábra: Sanger szekvenálása

Mi a különbség az NGS és a Sanger Sequencing között??

NGS vs Sanger szekvenálás
A Next Generation Sequencing (NGS) a modern nagy teljesítményű szekvenálási folyamatokra vonatkozik. Számos különböző modern szekvenálási technológiát ír le	A Sanger-szekvenálás egy szekvenálási módszer, amelyet Frederick Sanger fejlesztett ki egy adott DNS-fragmens pontos nukleotid-sorrendjének meghatározására.
Költséghatékonyság
Az NGS olcsóbb folyamat, mivel csökkenti az időt, az ember energiáját és a vegyszereket.	Ez költséges folyamat, mert időbe telik, az ember energiája és több vegyi anyag szükséges.
Sebesség
Ez gyorsabb, mivel sok kémiai detektálás és sok szál szignáldetektálása párhuzamosan zajlik.	Ez időigényes, mivel a kémiai és a szignálérzékelés két különálló folyamatként történik, és egyszerre csak a szálon lehet olvasni.
Megbízhatóság
Az NGS megbízható.	A Sanger szekvenálása kevésbé megbízható
Minta nagysága
Az NGS kevesebb DNS-t igényel.	Ehhez a módszerhez nagy mennyiségű templát DNS szükséges.
DNS-bázisok szekvenált fragmensenként
A szekvenált fragmensenként a DNS-bázisok száma alacsonyabb, mint a Sanger-módszernél	A generáló szekvenciák hosszabbak, mint az NGS szekvenciák.

Összegzés - NGS vs Sanger szekvenálás

Az NGS és a Sanger szekvenálás nukleotid szekvenálási technikák, amelyeket széles körben alkalmaznak a molekuláris biológiában. A Sanger szekvenálás egy korai szekvenálási módszer, amelyet NGS váltott fel. Az NGS és a Sanger Sequencing közötti fő különbség az, hogy az NGS nagy sebességű, pontosabb és költséghatékonyabb folyamat, mint a Sanger szekvenálás. Mindkét módszer jelentős kitöréseket eredményezett a genetika és a biotechnológia területén.

Referencia:
1. Nowrousian, Minou. "Az eukarióta mikroorganizmusok következő generációs szekvenálási technikái: A biológiai problémák szekvenálás-alapú megoldásai." Eukarióta sejt. Amerikai Mikrobiológiai Társaság, 2010. szeptember. Web. 2017. február 18
2. Sanger, F., S. Nicklen és A. R. Coulson. „DNS-szekvenálás láncot lezáró inhibitorokkal.” A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratának 74.12 (1977): 5463-467. háló.
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. háló.

Kép jóvoltából:
„Sanger-szekvenálás”: Estevezj - Saját munka (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia-on keresztül 
„Fejlesztések a következő generációs szekvenálásban” Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) a Commons Wikimedia segítségével