Klíčový rozdíl mezi sekvenováním pomocí brokovnice a sekvenováním nové generace je v tom, že sekvenování pomocí brokovnice je sekvenační metoda, která náhodně rozděluje sekvence DNA na mnoho malých fragmentů a znovu sestavuje sekvenci pozorováním překrývajících se oblastí při sekvenování příští generace (NGS) je pokročilá metoda genetického sekvenování, která závisí na kapilární elektroforéze.
Sekvenování je proces, který určuje přesné pořadí nukleotidů v genu, shluku genů, chromozomu a kompletním genomu. V genomických studiích, forenzních studiích, virologii, biologické systematice, lékařské diagnostice, biotechnologiích a v mnoha dalších oblastech je velmi důležité analyzovat strukturu a funkci genů a identifikaci organismů. Kromě toho jsou k dispozici různé typy sekvenačních metod. Shotgun Sequencing a Next Generation Sequencing jsou dvě pokročilé metody.
Co je sekvenování brokovnice?
Shotgun sekvenování je metoda sekvenování, která náhodně rozděluje sekvence DNA celého chromozomu nebo celého genomu na mnoho malých fragmentů a znovu je sestavuje pomocí počítačů prostřednictvím pozorování překrývajících se sekvencí nebo oblastí. Obecně jsou savčí genomy strukturálně složité a větší. Proto je obtížné je sekvenovat klonováním, protože je to časově náročné. Sekvence brokovnice je rychlejší metoda. Je to také levnější na provedení. Moderní vědci se proto při řešení složitých genomů spoléhají na metodu sekvenování pomocí brokovnice.
Obrázek 01: Sekvence brokovnice
Postup sekvenování brokovnice je poměrně jednoduchý. Začíná fragmentací celého genomu na různé velikosti od 20kilových bází po 300kilové báze. Poté by měl být každý fragment sekvenován pomocí metody ukončení řetězce. Po sekvenování je nutné sestavit fragmenty pohledem na překrývající se oblasti pomocí sofistikovaného počítačového softwaru. Pro tuto metodu není nutné konvenční mapování a klonování sekvencí. Navíc v této metodě nedochází k použití genetické mapy. Protože se však nepoužívají existující mapy genomu, je pravděpodobnější, že se během sestavování vyskytnou chyby. Je to jedna z hlavních nevýhod této metody. Navíc kratší fragmenty poskytují méně jedinečné informace pro každé čtení v této metodě. Navíc sekvenování pomocí brokovnice neposkytuje dostatek dat pro určení konsensuální sekvence s požadovaným standardem přesnosti.
Navzdory výše uvedeným nevýhodám je metoda brokovnicového sekvenování v současnosti nejúčinnější a cenově nejefektivnější strategií pro sekvenování mikrobiálních genomů, včetně bakterií, virů a kvasinek. Je to proto, že jejich genomy postrádají repetitivní oblasti, které je obtížné sekvenovat, a je možné tyto genomy snadno sestavit do chromozomů bez chyb.
Co je sekvenování nové generace?
Next Generation Sequencing (NGS) je termín používaný k označení moderních vysoce výkonných sekvenačních procesů. Popisuje řadu různých moderních sekvenačních technologií, které způsobily revoluci v genomických studiích a molekulární biologii. Tyto techniky zahrnují sekvenování Illumina, sekvenování Roche 454, sekvenování iontových protonů a sekvenování SOLiD (Sekvenování pomocí Oligo Ligation Detection). Systémy NGS jsou rychlejší a levnější. V systémech NGS se používají čtyři hlavní metody sekvenování DNA: pyrosekvenování, sekvenování syntézou, sekvenování ligací a sekvenování iontových polovodičů. NGS může paralelně sekvenovat velké množství řetězců DNA nebo RNA (miliony). Umožňuje sekvenování celého genomu organismů v krátkém časovém období.
Obrázek 02: Sekvence nové generace
NGS má různé výhody. Jedná se o vysokorychlostní, přesnější a nákladově efektivní proces, který lze provádět s malou velikostí vzorku. Umožňuje tedy analýzu celého lidského genomu v jediném sekvenačním experimentu. Dále lze NGS použít v metagenomických studiích, při detekci variací v rámci jednotlivého genomu v důsledku inzercí a delecí atd. a při analýze genových expresí. Kromě toho může NGS analyzovat celé transkriptomy z velkého počtu tkání současně. Proto NGS způsobila revoluci v analýze transkriptomů.
Jaké jsou podobnosti mezi sekvenováním brokovnice a sekvenováním nové generace?
- Sekvenování brokovnicí a sekvenování nové generace jsou dvě metody sekvenování genomu.
- Obě metody jsou rychlé metody.
- Navíc jsou to nákladově efektivní metody.
- Jsou schopny paralelně sekvenovat mnoho fragmentů DNA.
Jaký je rozdíl mezi sekvenováním brokovnice a sekvenováním nové generace?
Sekvenování brokovnice a sekvenování nové generace jsou dvě pokročilé sekvenační techniky. Metoda brokovnicového sekvenování náhodně rozbije sekvence DNA celého chromozomu nebo celého genomu na mnoho malých fragmentů a znovu je sestaví pomocí počítačů prostřednictvím pozorování překrývajících se sekvencí nebo oblastí. Naproti tomu Next Generation Sequencing (NGS) je termín, který označuje moderní vysoce výkonné sekvenační procesy. Toto je klíčový rozdíl mezi sekvenováním brokovnic a sekvenováním nové generace. Navíc sekvenování nové generace je technika, která závisí na kapilární elektroforéze, zatímco sekvenování pomocí brokovnice nezávisí. Proto je to také rozdíl mezi sekvenováním brokovnic a sekvenováním nové generace. Navíc ve srovnání s brokovnicovým sekvenováním je sekvenování nové generace vysoce citlivé a vysoce přesné.
Shrnutí – Sekvence brokovnice vs sekvenování nové generace
Shotgun sekvenování a sekvenování nové generace jsou dvě sekvenační metody používané při sekvenování genomu. Obě metody jsou rychlé a cenově výhodné. NGS funguje na principu sekvenování milionů sekvencí současně rychlým způsobem prostřednictvím sekvenačního systému. Naproti tomu brokovnicové sekvenování vyžaduje rozbití genomů na malé fragmenty a sekvenování a opětovné sestavení pomocí překrývajících se sekvencí. Toto shrnuje rozdíl mezi sekvenováním brokovnice a sekvenováním nové generace.
