Η βασική διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας κυνηγετικών όπλων και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι ότι η αλληλουχία κυνηγετικών όπλων είναι μια μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας που διασπά τυχαία τις αλληλουχίες DNA σε πολλά μικρά θραύσματα και επανασυναρμολογεί την αλληλουχία παρατηρώντας τις επικαλυπτόμενες περιοχές κατά την αλληλουχία επόμενης γενιάς (NGS) είναι μια προηγμένη μέθοδος γενετικής αλληλουχίας που εξαρτάται από την τριχοειδική ηλεκτροφόρηση.
Ο προσδιορισμός αλληλουχίας είναι η διαδικασία που καθορίζει την ακριβή σειρά των νουκλεοτιδίων σε ένα γονίδιο, μια ομάδα γονιδίων, χρωμόσωμα και ένα πλήρες γονιδίωμα. Είναι πολύ σημαντικό στις γονιδιωματικές μελέτες, τις εγκληματολογικές μελέτες, την ιολογία, τη βιολογική συστηματική, την ιατρική διάγνωση, τη βιοτεχνολογία και σε πολλούς άλλους τομείς να αναλύεται η δομή και η λειτουργία των γονιδίων και η ταυτοποίηση των οργανισμών. Επιπλέον, υπάρχουν διάφοροι τύποι διαθέσιμων μεθόδων αλληλούχισης. Το Shotgun Sequencing και το Next Generation Sequencing είναι δύο προηγμένες μέθοδοι μεταξύ τους.
Τι είναι το Shotgun Sequencing;
Η αλληλουχία κυνηγετικού όπλου είναι μια μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας που διασπά τυχαία αλληλουχίες DNA ολόκληρου του χρωμοσώματος ή ολόκληρου του γονιδιώματος σε πολλά μικρά θραύσματα και επανασυναρμολογεί τις αλληλουχίες από υπολογιστές παρατηρώντας τις αλληλοκαλυπτόμενες αλληλουχίες ή περιοχές. Γενικά, τα γονιδιώματα των θηλαστικών είναι δομικά πολύπλοκα και μεγαλύτερα σε μέγεθος. Ως εκ τούτου, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί η αλληλουχία τους με κλωνοποίηση, καθώς είναι χρονοβόρα. Η αλληλουχία κυνηγετικών όπλων είναι πιο γρήγορη μέθοδος. Είναι επίσης φθηνότερο να πραγματοποιηθεί. Επομένως, οι σύγχρονοι επιστήμονες βασίζονται στη μέθοδο προσδιορισμού αλληλουχίας κυνηγετικών όπλων για την αντιμετώπιση πολύπλοκων γονιδιωμάτων.
Εικόνα 01: Αλληλουχία κυνηγετικού όπλου
Η διαδικασία προσδιορισμού αλληλουχίας κυνηγετικού όπλου είναι σχετικά απλή. Ξεκινά με τον κατακερματισμό ολόκληρου του γονιδιώματος σε διάφορα μεγέθη από βάσεις 20 κιλών έως βάσεις 300 κιλών. Στη συνέχεια, κάθε θραύσμα θα πρέπει να αλληλουχηθεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο τερματισμού της αλυσίδας. Μετά την αλληλουχία, είναι απαραίτητο να συναρμολογήσετε τα θραύσματα κοιτάζοντας τις επικαλυπτόμενες περιοχές χρησιμοποιώντας εξελιγμένο λογισμικό υπολογιστή. Η συμβατική χαρτογράφηση και η κλωνοποίηση αλληλουχιών δεν είναι απαραίτητες για αυτή τη μέθοδο. Επιπλέον, η χρήση γενετικού χάρτη δεν λαμβάνει χώρα σε αυτή τη μέθοδο. Ωστόσο, δεδομένου ότι δεν υπάρχει χρήση των υπαρχόντων χαρτών γονιδιώματος, είναι πιο πιθανό να εμφανιστούν σφάλματα κατά τη συναρμολόγηση. Είναι ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου. Επιπλέον, τα μικρότερα τμήματα παρέχουν λιγότερες μοναδικές πληροφορίες για κάθε ανάγνωση σε αυτήν τη μέθοδο. Επιπλέον, η αλληλουχία κυνηγετικών όπλων αποτυγχάνει να παράγει αρκετά δεδομένα για τον προσδιορισμό μιας συναινετικής ακολουθίας με το απαιτούμενο πρότυπο ακρίβειας.
Παρόλο που έχει τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα, η μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας κυνηγετικού όπλου είναι επί του παρόντος η πιο αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική στρατηγική για τον προσδιορισμό της αλληλουχίας μικροβιακών γονιδιωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, των ιών και της ζύμης. Είναι επειδή τα γονιδιώματά τους στερούνται επαναλαμβανόμενων περιοχών που είναι δύσκολο να αλληλουχηθούν και είναι δυνατό να συναρμολογηθούν αυτά τα γονιδιώματα εύκολα σε χρωμοσώματα χωρίς σφάλματα.
Τι είναι η αλληλουχία επόμενης γενιάς;
Η αλληλουχία επόμενης γενιάς (NGS) είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε σύγχρονες διαδικασίες αλληλουχίας υψηλής απόδοσης. Περιγράφει μια σειρά από διαφορετικές σύγχρονες τεχνολογίες αλληλούχισης που έφεραν επανάσταση στις γονιδιωματικές μελέτες και τη Μοριακή Βιολογία. Αυτές οι τεχνικές περιλαμβάνουν την αλληλουχία Illumina, τον προσδιορισμό αλληλουχίας Roche 454, τον προσδιορισμό αλληλουχίας ιόντων πρωτονίων και τον προσδιορισμό αλληλουχίας SOLID (Αλληλουχία με ανίχνευση απολίνωσης Oligo). Τα συστήματα NGS είναι πιο γρήγορα και φθηνότερα. Τέσσερις κύριες μέθοδοι προσδιορισμού αλληλουχίας DNA χρησιμοποιούνται στα συστήματα NGS: προσδιορισμός αλληλουχίας πυροσύνθεσης, προσδιορισμός αλληλουχίας με σύνθεση, προσδιορισμός αλληλουχίας με σύνδεση και προσδιορισμός αλληλουχίας ημιαγωγών ιόντων. Ένας μεγάλος αριθμός κλώνων DNA ή RNA (εκατομμύρια) μπορεί να αναλυθεί παράλληλα με την αλληλουχία του NGS. Επιτρέπει τον προσδιορισμό της αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος των οργανισμών σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Εικόνα 02: Αλληλουχία επόμενης γενιάς
Το NGS έχει διαφορετικά πλεονεκτήματα. Είναι μια διαδικασία υψηλής ταχύτητας, πιο ακριβής και οικονομικά αποδοτική που μπορεί να εκτελεστεί με ένα μικρό μέγεθος δείγματος. Ως εκ τούτου, επιτρέπει την ανάλυση ολόκληρου του ανθρώπινου γονιδιώματος σε ένα μόνο πείραμα αλληλούχισης. Επιπλέον, το NGS μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεταγονιδιωματικές μελέτες, στην ανίχνευση παραλλαγών σε ένα μεμονωμένο γονιδίωμα λόγω εισαγωγών και διαγραφών κ.λπ., καθώς και στην ανάλυση γονιδιακών εκφράσεων. Επιπλέον, το NGS μπορεί να αναλύσει ολόκληρα μεταγραφήματα από μεγάλο αριθμό ιστών ταυτόχρονα. Ως εκ τούτου, το NGS έφερε επανάσταση στην ανάλυση των μεταγραφομένων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του Shotgun Sequencing και του Next Generation Sequencing;
- Ο προσδιορισμός αλληλουχίας κυνηγετικού όπλου και ο προσδιορισμός αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι δύο μέθοδοι προσδιορισμού αλληλουχίας γονιδιώματος.
- Και οι δύο μέθοδοι είναι γρήγορες μέθοδοι.
- Επιπλέον, είναι οικονομικά αποδοτικές μέθοδοι.
- Μπορούν να αλληλουχούν πολλά θραύσματα DNA παράλληλα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Shotgun Sequencing και του Next Generation Sequencing;
Η αλληλουχία με κυνηγετικό όπλο και η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι δύο προηγμένες τεχνικές αλληλούχισης. Η μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας κυνηγετικού όπλου σπάει τυχαία τις αλληλουχίες DNA ολόκληρου του χρωμοσώματος ή ολόκληρου του γονιδιώματος σε πολλά μικρά θραύσματα και επανασυναρμολογεί τις αλληλουχίες από υπολογιστές παρατηρώντας τις αλληλοκαλυπτόμενες αλληλουχίες ή περιοχές. Αντίθετα, η Αλληλουχία Επόμενης Γενιάς (NGS) είναι ένας όρος που αναφέρεται σε σύγχρονες διαδικασίες αλληλουχίας υψηλής απόδοσης. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας κυνηγετικών όπλων και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς. Επιπλέον, η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι μια τεχνική που εξαρτάται από την τριχοειδική ηλεκτροφόρηση, ενώ η αλληλουχία κυνηγετικών όπλων δεν εξαρτάται. Επομένως, αυτή είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας κυνηγετικών όπλων και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς. Επιπλέον, σε σύγκριση με την αλληλουχία κυνηγετικών όπλων, η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι εξαιρετικά ευαίσθητη και πολύ ακριβής.
Σύνοψη – Αλληλουχία κυνηγετικών όπλων εναντίον αλληλουχίας επόμενης γενιάς
Ο προσδιορισμός αλληλουχίας κυνηγετικού όπλου και ο προσδιορισμός αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι δύο μέθοδοι αλληλούχισης που χρησιμοποιούνται στον προσδιορισμό της αλληλουχίας του γονιδιώματος. Και οι δύο μέθοδοι είναι γρήγορες και οικονομικά αποδοτικές μέθοδοι. Το NGS λειτουργεί με βάση την αρχή της ταυτόχρονης αλληλουχίας εκατομμυρίων αλληλουχιών με γρήγορο τρόπο μέσω ενός συστήματος αλληλούχισης. Αντίθετα, η αλληλουχία κυνηγετικών όπλων απαιτεί σπάσιμο των γονιδιωμάτων σε μικρά θραύσματα και αλληλούχιση και επανασυναρμολόγηση χρησιμοποιώντας αλληλοκαλυπτόμενες αλληλουχίες. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας κυνηγετικών όπλων και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς.
