Ero mikromatriisin ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin välillä

Avainero - Microarray vs. seuraavan sukupolven sekvensointi
 

DNA-sekvensointiprosesseja käytetään laajalti biotekniikan, virologian, lääketieteellisen diagnoosin ja oikeuslääketieteiden aloilla. Se on prosessi, joka määrittää DNA-molekyylissä olevien nukleotidien, adeniinin, guaniinin, tymiinin ja sytosiinin tarkan järjestyksen. DNA-sekvensointimenettelyistä on tullut kiihdytin ihmeellisille löytöille lääketieteellisessä ja biologisessa tutkimuksessa. Nämä sekvensointimenetelmät ovat kehittyneet sekvensointiin yksittäisten organismien, mukaan lukien ihmiset ja muut elävät lajit, täydellisen genomin sekvensoimiseksi. Mikromatriisit ja seuraavan sukupolven sekvensointi ovat nykyaikaisia ​​DNA-sekvensointimenetelmiä. Microarray-tekniikka perustuu erityisesti hybridisaatioon, joka sisältää joukon tunnettuja kohteita. Seuraavan sukupolven sekvensointi perustuu synteesiin (jossa käytetään DNA-polymeraasia nukleotidien sisällyttämiseen) ja sillä on kyky sekvensoida koko genomi riippumatta aiemmin valituista kohteista. Tämä on avainero Microarray- ja Next Generation -sekvensointien välillä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on Microarray 
3. Mikä on seuraavan sukupolven sekvensointi
4. Mikromatriisin ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin väliset yhtäläisyydet
5. Vertailu rinnakkain - Microarray vs. seuraavan sukupolven sekvensointi taulukkomuodossa
6. Yhteenveto

Mikä on Microarray?

DNA-mikromallia käytetään laboratoriotyökaluna tuhansien erilaisten geeniekspressioiden tunnistamiseen samanaikaisesti. Se on kiinteä pinta, ts. Mikroskooppilevy, joka sisältää kokoelman siihen painettuja mikroskooppisia DNA-pisteitä. Jokainen painettu piste sisältää tunnetun geenisekvenssin tai geenin. Nämä levyyn painetut tunnetut koettimet toimivat koettimina geeniekspression havaitsemiseksi. Tätä kutsutaan transkriptioksi. Kahden DNA-juosteen välinen hybridisaatio on pääperiaate, johon mikromatriisit perustuvat. Se on nukleiinihapposekvenssien komplementaarinen emäsparien muodostaminen vety sidosten muodostumisen kanssa.

Kuva 01: mikromatriisi

Aluksi mRNA-molekyylit kerätään koenäytteestä ja vertailunäytteestä, joka saatiin terveeltä yksilöltä. Kokeelliset näytteet saadaan sairailta henkilöiltä; esimerkiksi syöpään kärsivä henkilö. Saatuaan molemmat mRNA-näytteet muunnetaan cDNA: ksi (komplementaarinen DNA). Seuraavaksi jokainen näyte merkitään fluoresoivalla koettimella. Fluoresoivat koettimet ovat eri värejä näytteen cDNA: n erottamiseksi vertailu cDNA: sta. CDNA-molekyylien sitoutumisen aloittamiseksi mikromatriisin objektilevylle, kaksi näytettä sekoitetaan keskenään. Hybridisaatio on prosessi, jolla cDNA-molekyylit kiinnittyvät DNA-koettimiin mikromatriisin objektilasilla. Kun hybridisaatio on valmis, tapahtuu joukko reaktioita kunkin geenin ilmentämisen tunnistamiseksi ja mittaamiseksi eri väreillä, ilmentyvän geenin määrän mukaan. Mikromatriisin tuloksia hyödynnetään geeniekspressioprofiilin luomisessa, jota voidaan käyttää erilaisten sairaustilojen tunnistamiseen.

Mikä on seuraavan sukupolven sekvensointi?

Seuraavan sukupolven sekvensointi (NGS) on edistyksellinen menetelmä geenisekvensoinnille. Sen periaate on samanlainen kuin Sanger-sekvensoinnin, joka riippuu kapillaarielektroforeesista. NGS: ssä genominen juoste fragmentoidaan ja ligoidaan templaattiketjuun. Kunkin juosteen emäkset tunnistetaan emittoiduista signaaleista sen ligaatioprosessin aikana. Sanger-sekvensointimenetelmässä on mukana kolme erillistä vaihetta, sekvensointi, erottaminen ja havaitseminen. Näistä erillisistä vaiheista johtuen näytteen valmistelun automatisointi on rajallista. NGS: ssä tekniikka kehitetään käyttämällä ryhmäpohjaista sekvensointia Sangerin sekvensointimenettelyn vaiheiden yhdistelmällä, joka voi aiheuttaa miljoonien reaktiosarjojen suorittamisen samanaikaisesti samanaikaisesti; tämä johtaa nopeuteen ja suorituskykyyn alhaisin kustannuksin.

Kuva 02: NGS: n kehitys

NGS koostuu kolmesta vaiheesta; kirjaston valmistelu (kirjastojen luominen käyttämällä DNA: n satunnaisia ​​fragmentointeja), monistaminen (kirjaston monistaminen käyttämällä kloonaamista ja PCR: ää) ja sekvensointi. Genomisekvensointiprosessit, jotka suoritetaan erittäin pitkille Sanger-sekvenssomenetelmille, voidaan suorittaa muutamassa tunnissa NGS: n avulla.

Mikä on microarray- ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin samankaltaisuus??

• Sekä mikromatriisi että seuraavan sukupolven sekvensointi on kehitetty käyttämällä matriisipohjaista sekvensointia.

Mikä on ero mikromatriisin ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin välillä?

Microarray vs. seuraavan sukupolven sekvensointi
Microarray on kiinteälle pinnalle kiinnittyneiden mikroskooppisten DNA-pisteiden kokoelma, jota käytetään mittaamaan samanaikaisesti suuren määrän geenejä ilmentymistasoilla.	NGS (seuraavan sukupolven sekvensointi) on ei-Sanger-pohjainen suuren suorituskyvyn DNA-sekvensointitekniikka, joka helpottaa miljoonien tai miljardien DNA-juosteiden sekvensointia rinnakkain.
Yhteisvaikutukset antigeenin kanssa
Microarray perustuu hybridisaatioon, joka koostuu joukosta tunnettuja kohteita.	NGS perustuu synteesiin, joka käyttää DNA-polymeraasia nukleotidien sisällyttämiseen ja on riippumaton aiemmin valituista kohteista.

Yhteenveto - Microarray vs. seuraavan sukupolven sekvensointi

DNA-sekvensoinnista on tullut tutkimuksen kannalta tärkeä kiihdytin. Sitä käytetään laajalti bioteknologiassa, lääketieteellisissä diagnooseissa ja rikosteknisissä tutkimuksissa. Se on kehittynyt ja kehittynyt tehokkaammiksi ja nopeiksi sekvensointimenettelyiksi. Mikromatriisit ja NGS ovat läsnä kaksi edistynyttä DNA-sekvensointitekniikkaa. Molemmat kehitetään käyttämällä ryhmäpohjaista sekvensointia. Mikromatriisitekniikka perustuu hybridisaatioon, kun taas NGS perustuu synteesiin, joka käyttää DNA-polymeraasia nukleotidien sisällyttämiseen. Tämä on tärkein ero Microarray- ja Next Generation -sekvensointien välillä.

Lataa PDF-versio Microarray vs. Next Generation -sekvensoinnista

Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio täältä Ero Microarray- ja Next Generation -sekvensointien välillä

Viitteet:

1.Behjati, Sam ja Patrick S Tarpey. "Mikä on seuraavan sukupolven sekvensointi?" Archives of Disease in Childhood. Koulutus- ja käytäntöpainos, BMJ Publishing Group, joulukuu 2013, saatavana täältä. Saavutettu 23. elokuuta 2017
2.Bumgarner, Roger. "Yleiskatsaus dna-mikromatriiseihin." Molekyylibiologian nykyiset protokollat, John Wiley and Sons Inc., 9. helmikuuta 2016, saatavana täältä. Saavutettu 23. elokuuta 2017.
3. ”DNA Microarray Technology”. Kansallinen ihmisen perimän tutkimuslaitos (NHGRI), saatavana täältä. Saavutettu 23. elokuuta 2017.

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”DNA-mikromatriisi” - kirjoittanut Guillaume Paumier (käyttäjä: guillom) - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. ”Kehitys seuraavan sukupolven sekvensoinnissa”, kirjoittanut Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) Commons Wikimedian kautta