Kľúčový rozdiel – Microarray a sekvenovanie novej generácie
Sekvenčné procesy DNA sa široko používajú v oblastiach biotechnológie, virológie, lekárskej diagnostiky a forenzných vied. Je to proces, ktorý určuje presné poradie nukleotidov, adenínu, guanínu, tymínu a cytozínu prítomných v molekule DNA. Postupy sekvenovania DNA sa stali akcelerátorom zázračných objavov v lekárskom a biologickom výskume. Tieto metódy sekvenovania sa vyvinuli až do sekvenovania kompletného genómu jednotlivých organizmov vrátane ľudí a iných živých druhov. Microarrays a Next Generation Sequencing sú moderné postupy sekvenovania DNA. Technika Microarray je špecificky založená na hybridizácii, ktorá obsahuje súbor známych cieľov. Sekvenovanie ďalšej generácie je založené na syntéze (ktorá využíva DNA polymerázu na začlenenie nukleotidov) a má schopnosť sekvenovať celý genóm nezávisle od predtým vybraných cieľov. Toto je kľúčový rozdiel medzi Microarray a Next Generation Sequencing.
Čo je Microarray?
DNA microarray sa používa ako laboratórny nástroj na identifikáciu tisícok rôznych génových expresií súčasne. Je to pevný povrch, t. j. mikroskopické sklíčko, ktoré obsahuje kolekciu mikroskopických škvŕn DNA vytlačených na ňom. Každý vytlačený bod obsahuje známu génovú sekvenciu alebo gén. Tieto známe sondy vytlačené na sklíčku slúžia ako sondy na detekciu génovej expresie. Toto je známe ako transkriptóm. Hybridizácia medzi dvoma vláknami DNA je primárnym princípom, na ktorom sú založené mikročipy. Ide o komplementárne párovanie báz sekvencií nukleových kyselín s tvorbou vodíkových väzieb.
Obrázok 01: Microarray
Na začiatku sa molekuly mRNA odoberú z experimentálnej vzorky a referenčnej vzorky získanej od zdravého jedinca. Experimentálne vzorky sa získavajú od chorých jedincov; napríklad jednotlivec trpiaci rakovinou. Po získaní sa obe vzorky mRNA konvertujú na cDNA (komplementárna DNA). Potom sa každá vzorka označí pomocou fluorescenčnej sondy. Fluorescenčné sondy majú rôzne farby, aby sa odlíšila vzorka cDNA od referenčnej cDNA. Aby sa iniciovalo viazanie molekúl cDNA na mikročipové sklíčko, dve vzorky sa spolu zmiešali. Hybridizácia je proces, pri ktorom sa molekuly cDNA pripájajú k DNA sondám na mikročipovom sklíčku. Po dokončení hybridizácie sa uskutoční séria reakcií s cieľom identifikovať a zmerať expresiu každého génu s výskytom rôznych farieb podľa množstva exprimovaného génu. Výsledky z microarray sa využívajú pri vytváraní profilu génovej expresie, ktorý možno použiť na identifikáciu rôznych chorobných stavov.
Čo je sekvenovanie novej generácie?
Next Generation Sequencing (NGS) je pokročilá metóda genetického sekvenovania. Jeho princíp je podobný ako pri Sangerovom sekvenovaní, ktoré závisí od kapilárnej elektroforézy. V NGS je genómový reťazec fragmentovaný a ligovaný do templátového reťazca. Bázy každého vlákna sú identifikované emitovanými signálmi počas procesu ligácie. V Sangerovej sekvenačnej metóde sú zahrnuté tri samostatné kroky, sekvenovanie, separácia a detekcia. V dôsledku týchto oddelených krokov je automatizácia prípravy vzorky obmedzená. V NGS je táto technika vyvinutá pomocou sekvenovania založeného na poli s kombináciou krokov Sangerovho sekvenačného postupu, ktorý môže spôsobiť paralelné uskutočnenie miliónov sérií reakcií v rovnakom čase; výsledkom je vysoká rýchlosť a priepustnosť pri nízkych nákladoch.
Obrázok 02: Vývoj v NGS
NGS sa skladá z troch krokov; príprava knižnice (tvorba knižníc s využitím náhodnej fragmentácie DNA), amplifikácia (amplifikácia knižnice pomocou klonálnej amplifikácie a PCR) a sekvenovanie. Procesy sekvenovania genómu, ktoré sa uskutočňujú extrémne dlho pomocou Sangerovho sekvenačného postupu, by mohli byť dokončené v priebehu niekoľkých hodín pomocou NGS.
Aká je podobnosť medzi Microarray a sekvenovaním novej generácie?
Microarray aj Next Generation Sequencing sú vyvinuté pomocou sekvenovania založeného na poli
Aký je rozdiel medzi Microarray a sekvenovaním novej generácie?
Microarray vs sekvenovanie novej generácie |
|
| Microarray je súbor mikroskopických škvŕn DNA pripojených k pevnému povrchu, ktorý sa používa na meranie úrovní expresie veľkého počtu génov súčasne. | NGS (Next-generation sekvenovanie) je vysokokapacitná technológia sekvenovania DNA, ktorá nie je založená na Sangerovi a ktorá umožňuje paralelné sekvenovanie miliónov alebo miliárd reťazcov DNA. |
| Interakcie s antigénom | |
| Microarray je založený na hybridizácii, ktorá sa skladá zo súboru známych cieľov. | NGS je založená na syntéze, ktorá využíva DNA polymerázu na začlenenie nukleotidov a je nezávislá od predtým vybraných cieľov. |
Summary – Microarray vs Next Generation Sequencing
V kontexte výskumu sa sekvenovanie DNA stalo dôležitým akcelerátorom. Je široko používaný v biotechnológiách, lekárskej diagnostike a forenzných štúdiách. Vyvinul sa a vyvinul do efektívnejších a rýchlejších sekvenčných postupov. Microarrays a NGS sú dve pokročilé techniky sekvenovania DNA. Obe sú vyvinuté pomocou sekvenovania založeného na poli. Technika Microarray sa spolieha na hybridizáciu, zatiaľ čo NGS je založená na syntéze, ktorá využíva DNA polymerázu na začlenenie nukleotidov. Toto je hlavný rozdiel medzi Microarray a Next Generation Sequencing.
Stiahnuť PDF verziu Microarray vs Next Generation Sequencing
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi Microarray a Next Generation Sequencing
