Βασική διαφορά – Μικροσυστοιχία έναντι αλληλουχίας επόμενης γενιάς
Οι διαδικασίες προσδιορισμού αλληλουχίας DNA χρησιμοποιούνται ευρέως στους τομείς της βιοτεχνολογίας, της ιολογίας, της ιατρικής διάγνωσης και των εγκληματολογικών επιστημών. Είναι μια διαδικασία που καθορίζει την ακριβή σειρά των νουκλεοτιδίων, αδενίνης, γουανίνης, θυμίνης και κυτοσίνης που υπάρχουν σε ένα μόριο DNA. Οι διαδικασίες προσδιορισμού αλληλουχίας DNA έχουν γίνει επιταχυντές για θαυματουργές ανακαλύψεις στην ιατρική και βιολογική έρευνα. Αυτές οι μέθοδοι προσδιορισμού αλληλουχίας έχουν εξελιχθεί μέχρι τον προσδιορισμό της αλληλουχίας ενός πλήρους γονιδιώματος μεμονωμένων οργανισμών συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων και άλλων ζωντανών ειδών. Οι μικροσυστοιχίες και η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι σύγχρονες διαδικασίες προσδιορισμού αλληλουχίας DNA. Η τεχνική Microarray βασίζεται ειδικά στον υβριδισμό που περιέχει ένα σύνολο γνωστών στόχων. Ο προσδιορισμός αλληλουχίας επόμενης γενιάς βασίζεται στη σύνθεση (η οποία χρησιμοποιεί πολυμεράση DNA για να ενσωματώσει νουκλεοτίδια) και έχει την ικανότητα να αναλύει την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος ανεξάρτητα από προηγουμένως επιλεγμένους στόχους. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ Microarray και Next Generation Sequencing.
Τι είναι το Microarray;
Η μικροσυστοιχία DNA χρησιμοποιείται ως εργαστηριακό εργαλείο για την ταυτοποίηση χιλιάδων διαφορετικών γονιδιακών εκφράσεων ταυτόχρονα. Πρόκειται για μια συμπαγή επιφάνεια, δηλαδή μια πλάκα μικροσκοπίου, η οποία περιέχει μια συλλογή μικροσκοπικών κηλίδων DNA τυπωμένων σε αυτήν. Κάθε τυπωμένο σημείο περιέχει μια γνωστή γονιδιακή αλληλουχία ή ένα γονίδιο. Αυτοί οι γνωστοί ανιχνευτές που τυπώνονται στη διαφάνεια χρησιμεύουν ως ανιχνευτές για την ανίχνευση της γονιδιακής έκφρασης. Αυτό είναι γνωστό ως μεταγραφή. Ο υβριδισμός μεταξύ δύο κλώνων DNA είναι η κύρια αρχή στην οποία βασίζονται οι μικροσυστοιχίες. Είναι το συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων των αλληλουχιών νουκλεϊκών οξέων με το σχηματισμό δεσμών υδρογόνου.
Εικόνα 01: Μικροσυστοιχία
Αρχικά, τα μόρια mRNA συλλέγονται από το πειραματικό δείγμα και το δείγμα αναφοράς που λαμβάνεται από ένα υγιές άτομο. Τα πειραματικά δείγματα λαμβάνονται από άρρωστα άτομα. για παράδειγμα, ένα άτομο που πάσχει από καρκίνο. Μόλις ληφθούν, και τα δύο δείγματα mRNA μετατρέπονται σε cDNA (συμπληρωματικό DNA). Στη συνέχεια, κάθε δείγμα επισημαίνεται χρησιμοποιώντας έναν ανιχνευτή φθορισμού. Οι φθορίζοντες ανιχνευτές είναι διαφορετικών χρωμάτων για να διακρίνουν το cDNA δείγματος από το cDNA αναφοράς. Προκειμένου να ξεκινήσει η σύνδεση των μορίων cDNA στην αντικειμενοφόρο πλάκα μικροσυστοιχίας, τα δύο δείγματα αναμιγνύονται μεταξύ τους. Ο υβριδισμός είναι η διαδικασία με την οποία τα μόρια cDNA συνδέονται με τους ανιχνευτές DNA στο πλακίδιο μικροσυστοιχίας. Μόλις ολοκληρωθεί ο υβριδισμός, λαμβάνει χώρα μια σειρά από αντιδράσεις προκειμένου να εντοπιστεί και να μετρηθεί η έκφραση κάθε γονιδίου με την εμφάνιση διαφορετικών χρωμάτων ανάλογα με την ποσότητα του γονιδίου που εκφράζεται. Τα αποτελέσματα από τη μικροσυστοιχία χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός προφίλ γονιδιακής έκφρασης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό διαφορετικών παθήσεων.
Τι είναι η αλληλουχία επόμενης γενιάς;
Next Generation Sequencing (NGS) είναι μια προηγμένη μέθοδος γενετικής αλληλούχισης. Η αρχή του είναι παρόμοια με αυτή του Sanger Sequencing, η οποία εξαρτάται από την τριχοειδική ηλεκτροφόρηση. Στο NGS, ο γονιδιωματικός κλώνος κατακερματίζεται και συνδέεται με έναν κλώνο μήτρα. Οι βάσεις κάθε κλώνου αναγνωρίζονται από τα εκπεμπόμενα σήματα κατά τη διαδικασία απολίνωσης. Στη μέθοδο αλληλούχισης Sanger, εμπλέκονται τρία ξεχωριστά βήματα, η αλληλουχία, ο διαχωρισμός και η ανίχνευση. Λόγω αυτών των ξεχωριστών βημάτων, η αυτοματοποίηση της προετοιμασίας του δείγματος είναι περιορισμένη σε απόδοση. Στο NGS, η τεχνική αναπτύσσεται χρησιμοποιώντας αλληλουχία βασισμένη σε πίνακα με το συνδυασμό των σταδίων της διαδικασίας προσδιορισμού αλληλουχίας Sanger που μπορεί να προκαλέσει την παράλληλη διεξαγωγή εκατομμυρίων σειρών αντιδράσεων ταυτόχρονα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλή ταχύτητα και απόδοση με χαμηλό κόστος.
Εικόνα 02: Εξελίξεις στο NGS
Το NGS αποτελείται από τρία βήματα. προετοιμασία βιβλιοθήκης (δημιουργία βιβλιοθηκών με τη χρήση τυχαίου κατακερματισμού DNA), ενίσχυση (ενίσχυση της βιβλιοθήκης με χρήση κλωνικής ενίσχυσης και PCR) και προσδιορισμός αλληλουχίας. Οι διαδικασίες προσδιορισμού αλληλουχίας γονιδιώματος που εκτελούνται για εξαιρετικά μεγάλες διάρκειες χρησιμοποιώντας τη διαδικασία προσδιορισμού αλληλουχίας Sanger θα μπορούσαν να ολοκληρωθούν σε λίγες ώρες χρησιμοποιώντας το NGS.
Ποια είναι η ομοιότητα μεταξύ της μικροσυστοιχίας και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς;
Τόσο η Αλληλουχία Μικροσυστοιχίας όσο και η Αλληλουχία Επόμενης Γενιάς έχουν αναπτυχθεί χρησιμοποιώντας αλληλουχία βάσει πίνακα
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της μικροσυστοιχίας και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς;
Μικροσυστοιχία έναντι αλληλουχίας επόμενης γενιάς |
|
| Μικροσυστοιχία είναι μια συλλογή μικροσκοπικών κηλίδων DNA που συνδέονται σε μια στερεά επιφάνεια, η οποία χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των επιπέδων έκφρασης μεγάλου αριθμού γονιδίων ταυτόχρονα. | Το NGS (Next-generation sequencing) είναι μια τεχνολογία προσδιορισμού αλληλουχίας DNA υψηλής απόδοσης που δεν βασίζεται στο Sanger, η οποία διευκολύνει τον παράλληλο προσδιορισμό της αλληλουχίας εκατομμυρίων ή δισεκατομμυρίων κλώνων DNA. |
| Αλληλεπιδράσεις με αντιγόνο | |
| Η μικροσυστοιχία βασίζεται σε υβριδισμό που αποτελείται από ένα σύνολο γνωστών στόχων. | Το NGS βασίζεται στη σύνθεση που χρησιμοποιεί την πολυμεράση DNA για την ενσωμάτωση νουκλεοτιδίων και είναι ανεξάρτητη από προηγουμένως επιλεγμένους στόχους. |
Σύνοψη – Μικροσυστοιχία έναντι αλληλουχίας επόμενης γενιάς
Στο πλαίσιο της έρευνας, η αλληλουχία DNA έχει γίνει ένας σημαντικός επιταχυντής. Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιοτεχνολογία, την ιατρική διάγνωση και τις ιατροδικαστικές μελέτες. Έχει εξελιχθεί και εξελιχθεί σε πιο αποτελεσματικές και γρήγορες διαδικασίες αλληλούχισης. Οι μικροσυστοιχίες και το NGS είναι δύο προηγμένες τεχνικές προσδιορισμού αλληλουχίας DNA που υπάρχουν. Και τα δύο έχουν αναπτυχθεί χρησιμοποιώντας αλληλουχία βάσει πίνακα. Η τεχνική της μικροσυστοιχίας βασίζεται στον υβριδισμό, ενώ το NGS βασίζεται στη σύνθεση, η οποία χρησιμοποιεί πολυμεράση DNA για να ενσωματώσει νουκλεοτίδια. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ Microarray και Next Generation Sequencing.
Λήψη έκδοσης PDF του Microarray vs Next Generation Sequencing
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ μικροσυστοιχίας και αλληλουχίας επόμενης γενιάς
