Kľúčový rozdiel medzi sekvenovaním nanopórov a illumina je v tom, že sekvenovanie nanopórov je sekvenačná technika tretej generácie, ktorá využíva nanopór na detekciu sekvencie molekuly DNA, zatiaľ čo sekvenovanie illumina je sekvenačná technika druhej generácie, ktorá využíva reverzibilné technológia farbiacich terminátorov na detekciu sekvencie molekuly DNA.
Sekvenovanie DNA je určenie presného nukleotidu alebo sekvencie báz molekuly DNA. Existuje mnoho rýchlych metód na určenie sekvencií nukleových kyselín, ktoré urýchľujú objavy biologického a lekárskeho výskumu. Jednu z prvých techník sekvenovania DNA (Sangerove sekvenovanie) vyvinul Frederick Sanger v roku 1975 prijatím stratégie predlžovania primérov v MRC Centre, Cambridge, UK. Dnes väčšina techník rýchleho sekvenovania DNA patrí do kategórií sekvenovania DNA druhej generácie (ďalšia generácia) a tretej generácie. Nanopore a illumina sekvenovanie sú dve takéto nové technológie DNA.
Čo je sekvenovanie nanopórov?
Sekvenovanie nanopórov je sekvenačná technika tretej generácie, ktorá využíva proteínový nanopór na detekciu sekvencie nukleovej kyseliny molekuly DNA. Pri sekvenovaní nanopórov mení DNA prechádzajúca cez nanopór svoj prúd. Táto zmena závisí od tvaru, veľkosti a dĺžky sekvencie DNA. Výsledný signál sa dekóduje, aby sa získala špecifická sekvencia DNA alebo RNA. Táto metóda nevyžaduje modifikované nukleotidy a funguje v reálnom čase.
Obrázok 01: Sekvenovanie nanopórov
Oxford Nanopore Technologies je populárna spoločnosť, ktorá vyrába množstvo zariadení na sekvenovanie nanopórov. Väčšina sekvenčných zariadení Oxford Nanopore má prietokové bunky. Táto prietoková bunka má množstvo drobných nanopórov, ktoré sú zapustené v elektricky odolnej membráne. Každý nanopór zodpovedá svojej vlastnej elektróde. Táto elektróda sa pripája ku kanálu a senzorovému čipu. Táto elektróda meria elektrický prúd pretekajúci nanopórom. Keď molekula prechádza cez nanopór, jej prúd sa mení alebo je narušený. Navyše toto narušenie vytvára charakteristickú vlnku. Táto vlnovka sa potom dekóduje, aby sa v reálnom čase určila sekvencia DNA alebo RNA.
Čo je sekvenovanie Illumina?
Illumina sekvenovanie je sekvenačná technika druhej generácie, ktorá využíva technológiu reverzibilných farbiacich terminátorov na detekciu sekvencie molekúl DNA. Spoločnosť Solexa, dnes súčasť spoločnosti Illumina, bola založená v roku 1998. Táto spoločnosť vynašla túto metódu sekvenovania založenú na technológii reverzibilných farbiacich terminátorov a inžinierskych polymerázach.
Obrázok 02: Illumina Sequencing
Pri metóde sekvenovania illumina sa vzorka najskôr rozdelí na krátke časti. Preto sa pri sekvenovaní illumina na začiatku vytvárajú 100-150bp krátke čítania alebo fragmenty. Tieto fragmenty sú potom ligované do generických adaptérov a žíhané na sklíčko. PCR sa uskutočňuje na amplifikáciu každého fragmentu. Tým sa vytvorí miesto s mnohými kópiami toho istého fragmentu. Neskôr sa rozdelia na jednovláknové a podrobia sa sekvenovaniu. Sekvenačné sklíčko obsahuje fluorescenčne označené nukleotidy, DNA polymerázu a terminátor. Kvôli terminátoru sa naraz pridáva iba jedna báza. Každý terminátor cyklu je odstránený a umožňuje pridanie ďalšej bázy na miesto. Okrem toho na základe fluorescenčných signálov počítač deteguje bázu pridanú v každom cykle. Sekvenčná technológia Illumina vytvorí sekvenciu v priebehu 4 až 56 hodín.
Aké sú podobnosti medzi sekvenovaním Nanopore a Illumina?
- Sekvenovanie nanopórov a illumina sú dve sekvenčné techniky.
- Obaja sú rýchle a nové metódy sekvenovania.
- Používajú sa na detekciu sekvencií DNA a RNA.
- Obe majú vysokú presnosť.
Aký je rozdiel medzi sekvenovaním Nanopore a Illumina?
Sekvenovanie nanopórov je sekvenačná technika tretej generácie, ktorá využíva nanopóry na detekciu sekvencie molekúl DNA. Naproti tomu sekvenovanie illumina je sekvenčnou technikou druhej generácie, ktorá využíva technológiu reverzibilných farbiacich terminátorov na detekciu sekvencie molekúl DNA. o, toto je kľúčový rozdiel medzi sekvenovaním nanopórov a illumina. Navyše sekvenovanie nanopórov má presnosť 92-97%, zatiaľ čo sekvenovanie illumina má presnosť 99%.
Nasledujúca infografika uvádza rozdiely medzi sekvenovaním nanopórov a illumina v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Nanopore vs Illumina Sequencing
Vysokovýkonné sekvenčné techniky zahŕňajú sekvenčné metódy druhej generácie (krátke čítanie) a tretej generácie (dlhé čítanie). Sekvenovanie Nanopore a illumina sú dve nové technológie DNA, ktoré patria do kategórií sekvenovania DNA tretej generácie a druhej generácie (ďalšej generácie). Sekvenovanie nanopórov využíva nanopór na detekciu sekvencie molekúl DNA. Na druhej strane sekvenovanie illumina využíva technológiu reverzibilných terminátorov farbív na detekciu sekvencie molekúl DNA. Toto je zhrnutie rozdielu medzi sekvenovaním nanopórov a illumina.
