Atšķirība starp NGS un Sanger secību

Galvenā atšķirība - NGS vs Sanger secība
 

Nākamās paaudzes sekvencēšana (NGS) un Sangera sekvencēšana ir divu veidu nukleotīdu secības noteikšanas paņēmieni, kas laika gaitā izstrādāti. Sanger secības metode tika plaši izmantota daudzus gadus, un NGS to priekšrocību dēļ nesen aizstāja. Galvenā atšķirība starp NGS un Sanger Sequencing ir tā NGS darbojas pēc principa, ka vienlaicīgi ātri sekvencē miljonus sekvenču, izmantojot sekvencēšanas sistēmu, savukārt Sangera sekvencēšana darbojas uz ķēdes izbeigšanas principa, jo DNS replikācijas laikā DNS polimerāzes selektīvi iekļauj dideoksinukleotīdus un rezultātā fragmentus atdala kapilāri. elektroforēze.

SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir nukleotīdu secība?
3. Kas ir NGS
4. Kas ir Sangera sekvencēšana
5. Salīdzinājums blakus - NGS vs Sanger secība
6. Kopsavilkums

Kas ir nukleotīdu secība??

Ģenētisko informāciju glabā organisma DNS vai RNS nukleotīdu sekvencēs. Nukleotīdu pareizas secības noteikšanas process (izmantojot četras bāzes) noteiktā fragmentā (gēnā, gēnu klasterā, hromosomā un pilnīgā genomā) ir pazīstams kā nukleotīdu sekvencēšana. Gēnu struktūras un funkciju analīzei ir ļoti svarīgi veikt genoma pētījumus, kriminālistikas pētījumus, virusoloģiju, bioloģisko sistemātiku, medicīnisko diagnostiku, biotehnoloģiju un daudzās citās jomās. Ir dažādi zinātnieku izstrādāti secības noteikšanas metožu veidi. Starp viņiem, Sangera secība kuru 1977. gadā izstrādāja Frederiks Sangers, plaši izmantoja un popularizēja ilgu laiku līdz Nākamās paaudzes secība to aizstāja.

Kas ir NGS?

Nākamās paaudzes sekvencēšana (NGS) ir termins, ko lieto, lai atsauktos uz moderniem augstas caurlaidspējas sekvencēšanas procesiem. Tas apraksta vairākas dažādas mūsdienu sekvencēšanas tehnoloģijas, kas radikāli mainīja genoma pētījumus un molekulāro bioloģiju. Šīs metodes ir Illumina sekvencēšana, Roche 454 sekvencēšana, jonu protonu sekvencēšana un SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection) sekvencēšana. NGS sistēmas ir ātrākas un lētākas. NGS sistēmās tiek izmantotas četras galvenās DNS secības noteikšanas metodes: pirosequencing, sekvencēšana ar sintēzi, secība ar ligation un jonu pusvadītāju sekvencēšana. Paralēli var secēt lielu skaitu DNS vai RNS šķiedru (miljonos). Tas ļauj sekvenēt visu organismu genomu īsā laika posmā, atšķirībā no Sangera sekvencēšanas, kas prasa vairāk laika.

NGS ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar parasto Sangera sekvencēšanas metodi. Tas ir ātrs, precīzāks un rentablāks process, ko var veikt ar nelielu izlases lielumu. NGS var izmantot metagenomikas pētījumos, individuālo genomu variāciju noteikšanā, kas saistītas ar iestarpinājumiem un delecijām utt., Un gēnu ekspresijas analīzē.

Attēls_1: NGS secības attīstība

Kas ir Sangera sekvencēšana?

Sangera sekvencēšana ir sekvencēšanas metode, ko 1977. gadā izstrādāja Frederiks Sangers un viņa kolēģi, lai noteiktu precīzu noteiktā DNS fragmenta nukleotīdu secību. To sauc arī par ķēdes izbeigšanas secība vai Dideoksi secība. Šīs metodes darbības princips ir šķiedru sintēzes pārtraukšana, selektīvi iekļaujot DNS polimerāzes veidā virkni, kas izbeidz dideoksinukleotīdus (ddNTPs), piemēram, ddGTP, ddCTP, ddATP un ddTTP, un DNS replikācijas laikā. Normālajos nukleotīdos ir 3 'OH grupas, lai izveidotu fosfodiestera saiti starp blakus esošajiem nukleotīdiem, lai turpinātu virknes veidošanos. Tomēr ddNTPs trūkst šīs 3 'OH grupas un tie nespēj veidot fosfodiestera saites starp nukleotīdiem. Tādējādi ķēdes pagarinājums tiek pārtraukts.

Šajā metodē sekvenējamā vienpavediena DNS kalpo kā šablona virkne in vitro DNS sintēze. Citas prasības ir oligonukleotīdu praimeris, deoksinukleotīdu prekursori un DNS polimerāzes enzīms. Kad ir zināmi mērķa fragmenta blakus esošie gali, praimerus var viegli izveidot DNS replikācijai. Četrās atsevišķās DNS sintēzes reakcijās tiek veiktas četras atsevišķas mēģenes. Katrā mēģenē ir atsevišķi ddNTPs, kā arī citas prasības. No konkrētā nukleotīda pievieno dNTP un ddNTP maisījumu. Tāpat četrās mēģenēs ar četriem maisījumiem tiek veiktas četras atsevišķas reakcijas. Pēc reakcijām tiek veikta DNS fragmentu noteikšana un fragmentu modeļa pārvēršana secības informācijā. Rezultātā esošos DNS fragmentus termiski denaturē un atdala ar gēla elektroforēzi. Ja tiek izmantoti radioaktīvie nukleotīdi, poliakrilamīda gela joslu struktūru var vizualizēt ar autoradiogrāfijas palīdzību. Kad šajā metodē tiek izmantoti ar fluorescējoši iezīmēti dideoksinukleotīdi, to var mazināt nolasītā gela garumā un izlaist caur lāzera staru, lai to noteiktu ar dienasgaismas detektoru. Lai izvairītos no kļūdām, kas varētu rasties, acij lasot secību un manuāli ievadot datoru, šī metode tika izstrādāta, izmantojot automatizētu sekvenceri kopā ar datoru.

Šī ir metode, ko izmanto, lai secētu DNS no cilvēka genoma projekta. Šī metode joprojām tiek izmantota ar uzlabotajām modifikācijām, jo ​​tā sniedz precīzu secību informāciju, neskatoties uz to, ka process ir dārgs un lēns.

Attēls_2: Sanger secība

Kāda ir atšķirība starp NGS un Sanger Sequencing?

NGS vs Sanger secība
Nākamās paaudzes sekvencēšana (NGS) attiecas uz moderniem augstas veiktspējas sekvencēšanas procesiem. Tas apraksta vairākas dažādas mūsdienu secības noteikšanas tehnoloģijas	Sangera sekvencēšana ir sekvencēšanas metode, ko izstrādājis Frederiks Sangers, lai noteiktu precīzu noteiktā DNS fragmenta nukleotīdu secību.
Rentabilitāte
NGS ir lētāks process, jo tas samazina laiku, cilvēku spēku un ķīmiskās vielas.	Tas ir dārgs process, jo tas prasa laiku, cilvēka spēku un vairāk ķimikāliju.
Ātrums
Tas notiek ātrāk, jo daudzu šķiedru ķīmiskā noteikšana un signālu noteikšana notiek paralēli.	Tas prasa laiku, jo ķīmiskā detektēšana un signālu noteikšana notiek kā divi atsevišķi procesi, un tikai vienā laikā var nolasīt.
Uzticamība
NGS ir uzticama.	Sanger secība nav tik uzticama
Parauga lielums
NGS ir nepieciešams mazāks DNS daudzums.	Šai metodei nepieciešams liels daudzums šablona DNS.
DNS bāzes katrā secīgā fragmentā
DNS bāzu skaits uz vienu secīgu fragmentu ir mazāks nekā Sangera metode	Ģenerējošās secības ir garākas nekā NGS.

Kopsavilkums - NGS vs Sanger secība

NGS un Sanger sekvencēšana ir nukleotīdu secības noteikšanas paņēmieni, ko plaši izmanto molekulārajā bioloģijā. Sangera sekvencēšana ir agrīna sekvencēšanas metode, kuru aizstāja NGS. Galvenā atšķirība starp NGS un Sanger Sequencing ir tā, ka NGS ir ātrs, precīzāks un rentablāks process nekā Sanger secība. Abas tehnikas radīja lielus uzliesmojumus ģenētikā un biotehnoloģijā.

Atsauce:
1. Nowrousian, Minou. “Nākamās paaudzes sekvencēšanas paņēmieni eikariotu mikroorganismiem: uz secībām balstīti bioloģisko problēmu risinājumi.” Eikariotu šūna. Amerikas mikrobioloģijas biedrība, 2010. gada septembris. Tīmeklis. 2017. gada 18. februāris
2. Sangers, F., S. Nikslens un A. R. Kulonsons. “DNS sekvencēšana ar ķēdi izbeidzošiem inhibitoriem.” Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti 74.12 (1977): 5463-467. Web.
3. Liu, Lin, Yinhu Li, Siliang Li, Ni Hu, Yimin He, Ray Pong, Danni Lin, Lihua Lu un Maggie Law. “Nākamās paaudzes secības sistēmu salīdzinājums.” Biomedicīnas un biotehnoloģijas žurnāls 2012 (2012): 1.-11. Web.

Attēla pieklājība:
Estevezj “Sanger-secība” - Savs darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia 
Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0), izmantojot attīstību Commons Wikimedia