Diferența dintre NGS și Sequencingul Sanger
Share
Diferența cheie - NGS vs Sanger Sequencing
Urmărirea secvenței de generație următoare (NGS) și secvențarea Sanger sunt două tipuri de tehnici de secvențiere a nucleotidelor dezvoltate de-a lungul timpului. Metoda Sanger Sequencing a fost utilizată pe scară largă de mulți ani, iar NGS a înlocuit-o recent datorită avantajelor sale. Diferența cheie dintre NGS și Sanger Sequencing este aceea NGS funcționează pe principiul secvențierii simultan a milioane de secvențe într-un mod rapid, printr-un sistem de secvențiere, în timp ce Secvențarea Sanger funcționează pe principiul terminării lanțului datorită încorporării selective a dideoxinucleotidelor de către enzima ADN polimerază în timpul replicării ADN și separarea fragmentului rezultat prin capilare electroforeză.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Sequencing-ul cu nucleotide
3. Ce este NGS?
4. Ce este Sanger Sequencing
5. Comparație de la o parte la alta - NGS vs Sanger Sequencing
6. rezumat
Ce este Sequencing-ul cu nucleotide?
Informațiile genetice sunt stocate în secvențele nucleotidice ale ADN-ului sau ale ARN-ului unui organism. Procesul de determinare a ordinii corecte a nucleotidelor (folosind patru baze) într-un fragment dat (într-o genă, grup de gene, cromozom și genom complet) este cunoscut ca secvențierea nucleotidelor. Este foarte important în studiile genomice, studii criminalistice, virologie, sistematic biologic, diagnostic medical, biotehnologie și în multe alte domenii, pentru a analiza structura și funcția genelor. Există diferite tipuri de metode de secvențiere dezvoltate de oamenii de știință. Printre ei, Sergentul lui Sanger dezvoltat de Frederick Sanger în 1977 a fost utilizat pe scară largă și popularizat pentru o lungă perioadă de timp până la Generarea urmatoarelor generatii înlocuiește-l.
Ce este NGS??
Urmărirea secvenței de generație următoare (NGS) este un termen utilizat pentru a face referire la procesele de secvențiere moderne de înaltă performanță. Acesta descrie o serie de tehnologii moderne de secventiere moderne care au revolutionat studiile genomice si Biologie Moleculara. Aceste tehnici sunt secvențierea Illumina, secvențierea Roche 454, secvențierea Ion Proton și secvențierea SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection). Sistemele NGS sunt mai rapide și mai ieftine. Patru metode principale de secventiere a ADN-ului sunt folosite in sistemele NGS si anume; piroservenție, secvențierea prin sinteză, secvențierea prin ligare și secvențierea semiconductorului ionic. Un număr mare de fire de ADN sau ARN (milioane) pot fi secvențiate paralel. Aceasta permite secventierea intregului genom de organisme intr-o perioada scurta de timp, spre deosebire de secventierea lui Sanger care necesita mai mult timp.
NGS are multe avantaje față de metoda convențională convențională Sanger. Este un proces de mare viteză, mai precis și eficient din punct de vedere al costurilor, care poate fi realizat cu o dimensiune mică a eșantionului. NGS poate fi utilizat în studii metagenomice, în detectarea variațiilor în cadrul unui genom individual, datorită inserțiilor și ștergerilor etc. și în analiza expresiilor genetice.
Figura_1: Evoluții în secvențarea NGS
Ce este Sanger Sequencing?
Sanger Sequencing este o metodă de secvențiere dezvoltată de Frederick Sanger și colegii săi în 1977 pentru a determina ordinea exactă a nucleotidelor unui fragment ADN dat. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de terminarea secvențială a lanțurilor sau Secvențierea dideoxi. Principiul de lucru al acestei metode este încheierea sintezei benzilor prin încorporarea selectivă a dideoxinucleotidelor de terminare a lanțului (ddNTPs) cum ar fi ddGTP, ddCTP, ddATP și ddTTP prin ADN polimerază în timpul replicării ADN-ului. Nucleotidele normale au grupări 3 'OH pentru formarea unei legături fosfodiestere între nucleotidele adiacente pentru a continua formarea catenei. Cu toate acestea, ddNTP-urile nu au această grupă 3 'OH și nu sunt în măsură să formeze legături fosfodiestere între nucleotide. Prin urmare, alungirea lanțului este întreruptă.
În această metodă, ADN-ul monocatenar care urmează să fie secvențiat servește ca șir de șablon pentru in vitro Sinteza ADN. Alte cerințe sunt primerul oligonucleotidic, precursorii de deoxinucleotide și enzima ADN polimerază. Atunci când sunt cunoscute capetele de flancare ale fragmentului țintă, primerii pot fi ușor proiectați pentru replicarea ADN-ului. Se efectuează patru reacții separate de sinteză a ADN în patru tuburi separate. Fiecare tub are ddNTP-uri separate, împreună cu alte cerințe. Din nucleotida specială, se adaugă un amestec de dNTP și ddNTP. De asemenea, patru reacții separate sunt efectuate în patru tuburi cu patru amestecuri. După reacții, se efectuează detectarea fragmentelor ADN și transformarea modelului de fragment în informații de secvență. Fragmentele ADN care rezultă sunt denaturate la căldură și se separă prin electroforeză pe gel. Dacă se utilizează nucleotide radioactive, modelul de bandajare în gelul de poliacrilamidă poate fi vizualizat prin autoradiografie. Atunci când această metodă utilizează dideoxinucleotidele marcate cu fluorescență, aceasta poate fi atenuată în josul gelului citit și trecut printr-un fascicul de laser care să fie detectat de către detectorul fluorescent. Pentru a evita erorile care ar putea apărea atunci când o secvență este citită de ochi și introduceți manual într-un computer, această metodă sa dezvoltat în utilizarea unui sequencer automatizat cuplat cu computerul.
Aceasta este metoda utilizată pentru a secvența ADN-ului din proiectul Genomului uman. Această metodă este încă în uz cu modificări avansate, deoarece oferă informații despre secvențe exacte, în ciuda faptului că sunt procese scumpe și lente.
Figura_2: Sequencingul Sanger
Care este diferența dintre NGS și Sanger Sequencing?
NGS vs secvențierea lui Sanger | |
| Urmărirea secvenței de generație următoare (NGS) se referă la procesele de secvențiere moderne de mare viteză. Descrie un număr de tehnologii moderne de secvențiere moderne | Sequencingul Sanger este o metodă de secvențiere dezvoltată de Frederick Sanger pentru a determina ordinea exactă a nucleotidelor unui fragment ADN dat. |
| Eficiența costurilor | |
| NGS este un proces mai ieftin, deoarece reduce timpul, puterea omului și substanțele chimice. | Acesta este un proces costisitor deoarece necesită timp, putere omului și mai multe substanțe chimice. |
| Viteză | |
| Acest lucru este mai rapid, deoarece atât detectarea chimică, cât și detectarea semnalului de multe fire se întâmplă paralel. | Acest lucru este consumator de timp, deoarece detecția chimică și detectarea semnalului se întâmplă ca două procese separate și numai pe tricot poate citi pe rând. |
| Fiabilitate | |
| NGS este fiabilă. | Serializarea lui Sanger este mai puțin fiabilă |
| Marime de mostra | |
| NGS necesită o cantitate mai mică de ADN. | Această metodă are nevoie de o cantitate mare de ADN șablon. |
| Baze ADN pe fragment secvențial | |
| Numărul de baze ADN pe fragment secvențiat este mai mic decât metoda lui Sanger | Secvențele generatoare sunt mai lungi decât secvențele NGS. |
Rezumat - NGS vs Sanger Sequencing
NGS și Sanger Sequencing sunt tehnici de secvențiere nucleotidică utilizate în mod extensiv în Biologie Moleculară. Serializarea Sanger este o metodă de secvențiere timpurie, care a fost înlocuită de NGS. Principala diferență între NGS și Sanger Sequencing este faptul că NGS este un proces de mare viteză, mai precis și mai eficient decât costurile decât secvențializarea lui Sanger. Ambele tehnici au creat izbucniri majore în genetică și biotehnologie.
Referinţă:
1. Nowrousian, Minou. "Tehnici de secvențiere de generație următoare pentru microorganisme eucariote: soluții bazate pe secvențiere la probleme biologice" Celule eucariote. Societatea Americană pentru Microbiologie, septembrie 2010. Web. 18 februarie 2017
2. Sanger, F., S. Nicklen și A. R. Coulson. "Secvențierea ADN-ului cu inhibitori de terminare a lanțului" Proceedings of the National Academy of Sciences 74.12 (1977): 5463-467. Web.
3. Liu, Lin, Yinhu Li, Siliang Li, Ni Hu, Yimin He, Ray Pong, Danni Lin, Lihua Lu și Legea Maggie. "Compararea sistemelor de secvențiere de generație următoare". Jurnalul de Biomedicină și Biotehnologie 2012 (2012): 1-11. Web.
Datorită fotografiei:
"Sanger-sequencing" de Estevezj - Muncă proprie (CC BY-SA 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia
"Evoluții în secvențierea următoarei generații" De Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia
