Avainero – Microarray vs seuraavan sukupolven sekvensointi
DNA-sekvensointiprosesseja käytetään laaj alti biotekniikan, virologian, lääketieteellisen diagnoosin ja oikeuslääketieteen aloilla. Se on prosessi, joka määrittää DNA-molekyylissä olevien nukleotidien, adeniinin, guaniinin, tymiinin ja sytosiinin tarkan järjestyksen. DNA-sekvensointimenetelmistä on tullut lääketieteellisen ja biologisen tutkimuksen ihmeellisten löytöjen kiihdytin. Nämä sekvensointimenetelmät ovat kehittyneet yksittäisten organismien, mukaan lukien ihmiset ja muut elävät lajit, täydellisen genomin sekvensointiin. Mikrosirut ja seuraavan sukupolven sekvensointi ovat nykyaikaisia DNA-sekvensointimenetelmiä. Microarray-tekniikka perustuu erityisesti hybridisaatioon, joka sisältää joukon tunnettuja kohteita. Seuraavan sukupolven sekvensointi perustuu synteesiin (joka käyttää DNA-polymeraasia nukleotidien sisällyttämiseen) ja sillä on kyky sekvensoida koko genomi aiemmin valituista kohteista riippumatta. Tämä on tärkein ero Microarray- ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin välillä.
Mikä on Microarray?
DNA-mikrosirua käytetään laboratoriotyökaluna tuhansien erilaisten geeniekspressioiden tunnistamiseen samanaikaisesti. Se on kiinteä pinta, eli mikroskoopin objektilasi, joka sisältää kokoelman mikroskooppisia DNA-täpliä painettuna. Jokainen painettu kohta sisältää tunnetun geenisekvenssin tai geenin. Nämä levylle painetut tunnetut koettimet toimivat koettimina geeniekspression havaitsemiseksi. Tämä tunnetaan transkriptiona. Hybridisaatio kahden DNA-juosteen välillä on mikrosirujen ensisijainen periaate. Se on nukleiinihapposekvenssien komplementaarinen emäspariutuminen vetysidosten muodostumisen kanssa.
Kuva 01: Microarray
Aluksi mRNA-molekyylit kerätään koenäytteestä ja vertailunäytteestä, joka on saatu terveeltä yksilöltä. Koenäytteet otetaan sairailta yksilöiltä; esimerkiksi syöpää sairastava henkilö. Kun molemmat mRNA-näytteet on saatu, ne muunnetaan cDNA:ksi (komplementaarinen DNA). Seuraavaksi jokainen näyte leimataan käyttämällä fluoresoivaa koetinta. Fluoresoivat koettimet ovat erivärisiä näyte-cDNA:n erottamiseksi vertailu-cDNA:sta. Jotta cDNA-molekyylien sitoutuminen mikrosirulevylle voidaan aloittaa, nämä kaksi näytettä sekoitetaan yhteen. Hybridisaatio on prosessi, jolla cDNA-molekyylit kiinnittyvät mikrosirulevyllä oleviin DNA-koettimiin. Kun hybridisaatio on valmis, tapahtuu sarja reaktioita kunkin geenin ilmentymisen tunnistamiseksi ja mittaamiseksi eri väreillä ilmennetyn geenin määrän mukaan. Mikrosirujen tuloksia hyödynnetään geenin ilmentymisprofiilin luomisessa, jonka avulla voidaan tunnistaa erilaisia sairauksia.
Mikä on seuraavan sukupolven sekvensointi?
Next Generation Sequencing (NGS) on edistynyt menetelmä geneettiseen sekvensointiin. Sen periaate on samanlainen kuin Sanger Sequencingin, joka riippuu kapillaarielektroforeesista. NGS:ssä genominen juoste fragmentoidaan ja liitetään templaattijuosteeseen. Kunkin juosteen emäkset tunnistetaan lähetetyistä signaaleista sen ligaatioprosessin aikana. Sangerin sekvensointimenetelmässä on kolme erillistä vaihetta, sekvensointi, erottaminen ja havaitseminen. Näistä erillisistä vaiheista johtuen näytteen valmistelun automatisointi on rajoitettua. NGS:ssä tekniikkaa kehitetään käyttämällä taulukkopohjaista sekvensointia Sangerin sekvensointimenettelyn vaiheiden yhdistelmällä, mikä voi aiheuttaa miljoonien reaktiosarjojen suorittamisen rinnakkain samanaikaisesti; tämä johtaa suureen nopeuteen ja suorituskykyyn alhaisilla kustannuksilla.
Kuva 02: NGS:n kehitys
NGS koostuu kolmesta vaiheesta; kirjaston valmistelu (kirjastojen luominen käyttämällä DNA:n satunnaista fragmentointia), monistus (kirjaston monistaminen kloonimonistuksen ja PCR:n avulla) ja sekvensointi. Erittäin pitkiä Sanger-sekvensointimenettelyä käyttäen suoritettavat genomin sekvensointiprosessit voidaan suorittaa muutamassa tunnissa NGS:n avulla.
Mikä on samank altaisuus Microarrayn ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin välillä?
Sekä Microarray- että Next Generation Sekvensointi on kehitetty käyttäen taulukkopohjaista sekvensointia
Mitä eroa on Microarraylla ja seuraavan sukupolven sekvensoinnilla?
Microarray vs Next Generation Sequencing |
|
| Microarray on kokoelma mikroskooppisia DNA-täpliä, jotka on kiinnitetty kiinteään pintaan, jota käytetään mittaamaan useiden geenien ilmentymistasoja samanaikaisesti. | NGS (Next-generation sekvensointi) on ei-Sanger-pohjainen korkean suorituskyvyn DNA-sekvensointitekniikka, joka mahdollistaa miljoonien tai miljardien DNA-säikeiden rinnakkaisen sekvensoinnin. |
| Vuorovaikutukset 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
Tutkimuksen yhteydessä DNA-sekvensoinnista on tullut tärkeä kiihdytin. Sitä käytetään laaj alti biotekniikassa, lääketieteellisessä diagnoosissa ja oikeuslääketieteellisissä tutkimuksissa. Se on kehittynyt ja kehittynyt tehokkaammiksi ja nopeammiksi sekvensointimenetelmiksi. Mikrosirut ja NGS ovat kaksi kehittynyttä DNA-sekvensointitekniikkaa. Molemmat on kehitetty käyttämällä taulukkopohjaista sekvensointia. Microarray-tekniikka perustuu hybridisaatioon, kun taas NGS perustuu synteesiin, joka käyttää DNA-polymeraasia nukleotidien sisällyttämiseen. Tämä on tärkein ero Microarray- ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin välillä.
Lataa PDF-versio Microarray vs Next Generation Sequencingista
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Microarrayn ja seuraavan sukupolven sekvensoinnin ero
