Klíčový rozdíl – Microarray vs sekvenování nové generace
Sekvenační procesy DNA se široce používají v oblastech biotechnologie, virologie, lékařské diagnostiky a forenzních věd. Je to proces, který určuje přesné pořadí nukleotidů, adeninu, guaninu, thyminu a cytosinu přítomných v molekule DNA. Postupy sekvenování DNA se staly akcelerátorem zázračných objevů v lékařském a biologickém výzkumu. Tyto sekvenační metody se vyvinuly až k sekvenování kompletního genomu jednotlivých organismů včetně lidí a dalších živých druhů. Microarrays a Next Generation Sequencing jsou moderní postupy sekvenování DNA. Technika Microarray je specificky 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 Microarray a Next Generation Sequencing.
Co je Microarray?
DNA microarray se používá jako laboratorní nástroj k identifikaci tisíců různých genových expresí současně. Jedná se o pevný povrch, tedy mikroskopické sklíčko, které obsahuje sbírku mikroskopických skvrn DNA natištěných na něm. Každá tištěná skvrna obsahuje známou genovou sekvenci nebo gen. Tyto známé sondy natištěné na sklíčku slouží jako sondy pro detekci genové exprese. Toto je známé jako transkriptom. Hybridizace mezi dvěma řetězci DNA je primárním principem, na kterém jsou založeny mikročipy. Jde o komplementární párování bází sekvencí nukleové kyseliny s tvorbou vodíkových vazeb.
Obrázek 01: Microarray
Zpočátku se molekuly mRNA odeberou z experimentálního vzorku a referenčního vzorku získaného od zdravého jedince. 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, aby se odlišila cDNA vzorku od referenční cDNA. Aby se iniciovala vazba molekul cDNA na mikročipové sklíčko, dva vzorky se smíchají. Hybridizace je proces, při kterém se molekuly cDNA připojí k DNA sondám na mikročipovém sklíčku. Jakmile je hybridizace dokončena, proběhne řada reakcí za účelem identifikace a měření exprese každého genu s výskytem různých barev podle množství exprimovaného genu. Výsledky z microarray se využívají při vytváření profilu genové exprese, který lze použít k identifikaci různých chorobných stavů.
Co je sekvenování nové generace?
Next Generation Sequencing (NGS) je pokročilá metoda genetického sekvenování. Jeho princip je podobný jako u Sangerova sekvenování, které závisí na kapilární elektroforéze. V NGS je genomový řetězec fragmentován a ligován do templátového řetězce. Báze každého vlákna jsou identifikovány emitovanými signály během procesu ligace. V Sangerově sekvenační metodě jsou zahrnuty tři samostatné kroky, sekvenování, separace a detekce. Vzhledem k těmto samostatným krokům je automatizace přípravy vzorků omezena na výkon. V NGS je tato technika vyvinuta pomocí sekvenování založeného na poli s kombinací kroků Sangerova sekvenačního postupu, který může způsobit paralelní provádění milionů sérií reakcí současně; výsledkem je vysoká rychlost a propustnost při nízkých nákladech.
Obrázek 02: Vývoj v NGS
NGS se skládá ze tří kroků; příprava knihovny (tvorba knihoven s využitím náhodné fragmentace DNA), amplifikace (amplifikace knihovny pomocí klonální amplifikace a PCR) a sekvenování. Procesy sekvenování genomu, které se provádějí po extrémně dlouhou dobu pomocí Sangerovy sekvenační procedury, by mohly být dokončeny během několika hodin pomocí NGS.
Jaká je podobnost mezi Microarray a sekvenováním nové generace?
Microarray i Next Generation Sequencing jsou vyvinuty pomocí sekvenování založeného na poli
Jaký je rozdíl mezi Microarray a sekvenováním nové generace?
Microarray vs sekvenování nové generace |
|
| Microarray je soubor mikroskopických skvrn DNA připojených k pevnému povrchu, který se používá k měření úrovní exprese velkého počtu genů současně. | NGS (Next-generation sequencing) je vysoce výkonná technologie sekvenování DNA, která není založena na Sangerovi a umožňuje paralelní sekvenování milionů nebo miliard řetězců DNA. |
| Interakce s antigenem | |
| Microarray je založeno na hybridizaci, která se skládá ze sady známých cílů. | NGS je založen na syntéze, která využívá DNA polymerázu k začlenění nukleotidů a je nezávislý na dříve vybraných cílech. |
Shrnutí – Microarray vs sekvenování nové generace
V kontextu výzkumu se sekvenování DNA stalo důležitým akcelerátorem. Je široce používán v biotechnologiích, lékařské diagnostice a forenzních studiích. Vyvinul se a vyvinul v účinnější a rychlejší postupy sekvenování. Microarrays a NGS jsou dvě pokročilé techniky sekvenování DNA. Oba jsou vyvinuty pomocí sekvenování založeného na poli. Technika Microarray spoléhá na hybridizaci, zatímco NGS je založena na syntéze, která využívá DNA polymerázu k začlenění nukleotidů. Toto je hlavní rozdíl mezi Microarray a Next Generation Sequencing.
Stáhnout PDF verzi Microarray vs Next Generation Sequencing
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si prosím PDF verzi zde Rozdíl mezi Microarray a Next Generation Sequencing
