Ключевая разница - микрочип против секвенирования нового поколения
Секвенирование ДНК широко используется в области биотехнологии, вирусологии, медицинской диагностики и криминалистики. Это процесс, который определяет точный порядок нуклеотидов, аденина, гуанина, тимина и цитозина, присутствующих в молекуле ДНК. Процедуры секвенирования ДНК стали катализатором удивительных открытий в медицинских и биологических исследованиях. Эти методы секвенирования развились до секвенирования полного генома отдельных организмов, включая людей и другие живые виды. Микрочипы и секвенирование следующего поколения - это современные процедуры секвенирования ДНК. Техника микрочипов специально основана на гибридизации, которая содержит набор известных мишеней. Секвенирование следующего поколения основано на синтезе (который использует ДНК-полимеразу для включения нуклеотидов) и позволяет секвенировать весь геном независимо от ранее выбранных мишеней. В этом ключевое различие между микрочипами и секвенированием следующего поколения.
Что такое микрочип?
Микрочип ДНК используется в качестве лабораторного инструмента для одновременной идентификации тысяч различных экспрессий генов. Это твердая поверхность, то есть предметное стекло микроскопа, на котором напечатана коллекция микроскопических пятен ДНК. Каждое напечатанное пятно содержит известную последовательность гена или ген. Эти известные зонды, напечатанные на предметном стекле, служат в качестве зондов для обнаружения экспрессии генов. Это известно как транскриптом. Гибридизация между двумя цепями ДНК является основным принципом, на котором основаны микрочипы. Это комплементарное спаривание последовательностей нуклеиновых кислот с образованием водородных связей.
Рисунок 01: Микрочип
Изначально молекулы мРНК собирают из экспериментального образца и эталонного образца, полученного от здорового человека. Экспериментальные образцы получены от больных особей; например, человек, страдающий от рака. После получения оба образца мРНК преобразуются в кДНК (комплементарную ДНК). Далее каждый образец метят с помощью флуоресцентного зонда. Флуоресцентные зонды окрашены в разные цвета, чтобы отличить образец кДНК от эталонной кДНК. Чтобы инициировать связывание молекул кДНК с предметным стеклом микрочипа, два образца смешивают вместе. Гибридизация - это процесс, посредством которого молекулы кДНК прикрепляются к ДНК-зондам на предметном стекле микрочипа. После завершения гибридизации происходит серия реакций для идентификации и измерения экспрессии каждого гена с появлением разных цветов в зависимости от количества экспрессированного гена. Результаты микрочипов используются для создания профиля экспрессии генов, который можно использовать для выявления различных болезненных состояний.
Что такое секвенирование нового поколения?
Секвенирование следующего поколения (NGS) - это передовой метод генетического секвенирования. Его принцип аналогичен принципу секвенирования по Сэнгеру, который основан на капиллярном электрофорезе. В NGS геномная цепь фрагментируется и лигируется с матричной цепью. Основания каждой нити идентифицируются по излучаемым сигналам в процессе ее лигирования. В методе секвенирования Сэнгера участвуют три отдельных этапа: секвенирование, разделение и обнаружение. Из-за этих отдельных шагов автоматизация пробоподготовки ограничена по производительности. В NGS метод разработан с использованием секвенирования на основе массива с комбинацией этапов процедуры секвенирования по Сэнгеру, которая может привести к параллельному проведению миллионов серий реакций; это приводит к высокой скорости и пропускной способности при низких затратах.
Рисунок 02: Развитие NGS
NGS состоит из трех шагов; подготовка библиотек (создание библиотек с использованием случайной фрагментации ДНК), амплификация (амплификация библиотеки с помощью клональной амплификации и ПЦР) и секвенирование. Процессы секвенирования генома, которые выполняются в течение чрезвычайно длительного времени с использованием процедуры секвенирования Сэнгера, могут быть завершены за несколько часов с использованием NGS.
В чем сходство между микрочипом и секвенированием следующего поколения?
И микрочип, и секвенирование следующего поколения разработаны с использованием секвенирования на основе массива
В чем разница между микрочипом и секвенированием следующего поколения?
Микрочип против секвенирования следующего поколения |
|
| Микрочип представляет собой набор микроскопических пятен ДНК, прикрепленных к твердой поверхности, который используется для одновременного измерения уровней экспрессии большого количества генов. | NGS (секвенирование следующего поколения) - это технология высокопроизводительного секвенирования ДНК, не основанная на Сэнгере, которая позволяет параллельно секвенировать миллионы или миллиарды нитей ДНК. |
| Взаимодействия с антигеном | |
| Microarray основан на гибридизации, состоящей из набора известных мишеней. | NGS основан на синтезе, который использует ДНК-полимеразу для включения нуклеотидов и не зависит от ранее выбранных мишеней. |
Резюме – Сравнение микрочипов и секвенирования нового поколения
В контексте исследований секвенирование ДНК стало важным ускорителем. Он широко используется в биотехнологии, медицинской диагностике и судебно-медицинских исследованиях. Он эволюционировал и превратился в более эффективные и быстрые процедуры секвенирования. Микрочипы и NGS - это два современных метода секвенирования ДНК. Оба разработаны с использованием секвенирования на основе массива. Метод микрочипов основан на гибридизации, в то время как NGS основан на синтезе, в котором используется ДНК-полимераза для включения нуклеотидов. В этом основное различие между микрочипами и секвенированием следующего поколения.
Загрузить PDF-версию исследования микрочипов и секвенирования нового поколения
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между микрочипом и секвенированием нового поколения
