Різниця між NGS та Seger Sequisting

Ключова різниця - NGS vs Seger Sequisting
 

Послідовність наступного покоління (NGS) та Сангер Секвенінг - це два типи методів нуклеотидного секвенування, розроблені з часом. Метод Сангер Секвенсинга широко застосовувався протягом багатьох років, а НГС замінив його останнім часом завдяки своїм перевагам. Ключова відмінність NGS від Sanger Sequisting полягає в тому, що NGS працює за принципом швидкого послідовності мільйонів послідовностей одночасно системою секвенування, в той час як Seger Sequisting працює на основній ланцюзі розриву завдяки селективному включенню дідеоксинуклеотидів ферментом ДНК-полімерази під час реплікації ДНК і в результаті поділу фрагмента капіляром електрофорез.

ЗМІСТ
1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке нуклеотидне секвенування
3. Що таке NGS
4. Що таке безпечне секвенування
5. Поплечне порівняння - NGS vs Seger Sequisting
6. Підсумок

Що таке нуклеотидне секвенування?

Генетична інформація зберігається в нуклеотидних послідовностях ДНК або РНК організму. Процес визначення правильного порядку нуклеотидів (з використанням чотирьох основ) у заданому фрагменті (в гені, скупченні генів, хромосомі та повному геному) відомий як нуклеотидне секвенування. Дуже важливо в геномних дослідженнях, судово-медичних дослідженнях, вірусології, біологічній систематизації, медичній діагностиці, біотехнології та в багатьох інших галузях проаналізувати структуру та функції генів. Існують різні типи методів секвенування, розроблені вченими. Серед них, Захищене послідовність розроблений Фредеріком Санджером у 1977 р. широко використовувався та популяризувався протягом тривалого періоду часу Послідовність наступного покоління його замінили.

Що таке NGS?

Секвеннізація нового покоління (NGS) - термін, що використовується для позначення сучасних процесів послідовності з високою пропускною здатністю. Він описує низку різних сучасних технологій послідовності, які зробили революцію в геномних дослідженнях та молекулярній біології. Це методи секвенування Illumina, секвенування Roche 454, секвенування іонного протона та послідовності SOLiD (секвенування шляхом виявлення лінійки Oligo). Системи NGS швидші та дешевші. Чотири основні методи секвенування ДНК використовуються в системах NGS, а саме; піросеквенціювання, секвенування синтезом, секвенування шляхом лігування та іонного напівпровідникового секвенування. Велика кількість ланцюгів ДНК або РНК (мільйони) можна секвенувати паралельно. Це дозволяє секвенувати весь геном організмів за короткий проміжок часу, на відміну від Сангерського секвенування, яке займає більше часу.

NGS має багато переваг перед звичайним методом Сангера. Це швидкісний, більш точний і економічно вигідний процес, який можна виконати з невеликим розміром вибірки. NGS може бути використаний у метагеномічних дослідженнях, у виявленні варіацій в межах індивідуального геному за рахунок інсерцій та делецій тощо та в аналізі експресії генів.

Рисунок_1: Розробки в послідовності НГС

Що таке безпечне секвенування?

Sanger Sequisting - метод секвенування, розроблений Фредеріком Сангером та його колегами в 1977 році для визначення точного порядку нуклеотидів даного фрагмента ДНК. Він також відомий як послідовності припинення ланцюга або Дідокси-послідовність. Принцип роботи цього способу полягає в припиненні синтезу нитки шляхом селективного включення ланцюга, що закінчується дідеоксинуклеотидами (ddNTP), такими як ddGTP, ddCTP, ddATP і ddTTP методом ДНК-полімерази під час реплікації ДНК. Нормальні нуклеотиди мають 3 'ОН-групи для утворення фосфодіефірної зв'язку між сусідніми нуклеотидами для продовження утворення ланцюга. Однак у DDNTP не вистачає цієї 3 'ОН групи і вони не здатні утворювати фосфодіефірні зв’язки між нуклеотидами. Отже, подовження ланцюга припиняється.

У цьому способі одноланцюгова ДНК, яка буде секвенсована, слугує ланцюгом шаблону для в пробірці Синтез ДНК. Інші вимоги - олігонуклеотидний праймер, попередники дезоксинуклеотидів та фермент ДНК-полімерази. Коли бокові кінці цільового фрагмента відомі, праймери можуть бути легко сконструйовані для реплікації ДНК. Чотири окремі реакції синтезу ДНК проводяться в чотирьох окремих пробірках. Кожна трубка має окремі DDNTP, разом з іншими вимогами. З конкретного нуклеотиду додають суміш dNTP та ddNTP. Аналогічно проводяться чотири окремі реакції в чотирьох пробірках з чотирма сумішами. Після реакцій проводять виявлення фрагментів ДНК та перетворення шаблону фрагмента в інформацію про послідовності. Отримані в результаті фрагменти ДНК термічно денатуровані і розділені гель-електрофорезом. Якщо використовуються радіоактивні нуклеотиди, схему зв’язування в поліакриламідному гелі можна візуалізувати за допомогою авторадиографии. Коли в цьому способі використовуються флуоресцентно мічені дідеоксинуклеотиди, його можна пом'якшити за допомогою зчитування гелю і пропустити через промінь лазера, щоб виявити флуоресцентний детектор. Щоб уникнути помилок, які можуть виникнути, коли послідовність читається оком і вводиться вручну в комп'ютер, цей метод розроблений у використанні автоматизованого секвенсера в поєднанні з комп'ютером.

Це метод, який використовується для послідовності ДНК з проекту "Геном людини". Цей метод все ще використовується з вдосконаленими модифікаціями, оскільки він дає точну інформацію про послідовність, незважаючи на те, що це дорогий і повільний процес.

Рисунок_2: Захищені послідовності

У чому різниця між NGS та Seger Sequisting?

NGS vs Seger Sequisting
Секвеннізація нового покоління (NGS) стосується сучасних процесів послідовності з високою пропускною здатністю. У ньому описано ряд різних сучасних технологій послідовності	Sanger Sequisting - метод секвенування, розроблений Фредеріком Сангером для визначення точного порядку нуклеотидів даного фрагмента ДНК.
Економічна ефективність
NGS - це більш дешевий процес, оскільки він скорочує час, енергію людини та хімічні речовини.	Це дорогий процес, оскільки потрібен час, сили людини та більше хімікатів.
Швидкість
Це швидше, оскільки і хімічне виявлення, і детектування сигналу багатьох ниток відбуваються паралельно.	Це забирає багато часу, оскільки хімічне виявлення та виявлення сигналу відбувається як два окремі процеси, і лише за ниткою можна читати одночасно.
Надійність
NGS надійний.	Захищене послідовність менш надійне
Обсяг вибірки
NGS вимагає меншої кількості ДНК.	Цей метод потребує великої кількості шаблону ДНК.
Основи ДНК на послідовний фрагмент
Кількість основ ДНК на послідовному фрагменті нижче, ніж метод Сангера	Генеруючі послідовності довші, ніж послідовності NGS.

Підсумок - NGS vs Seger Sequisting

NGS та Seger Sequencing - це методи нуклеотидного послідовності, широко використовувані в молекулярній біології. Сангер-секвенування - це метод раннього послідовності, який був замінений на NGS. Основна відмінність NGS від Sanger Sequisting полягає в тому, що NGS - це швидкісний, більш точний і економічно вигідний процес, ніж послідовність Sanger. Обидві методи створили великі спалахи в галузі генетики та біотехнології.

Довідка:
1. Новрусян, Міну. "Методи секвенування еукаріотичних мікроорганізмів наступного покоління: рішення біологічних проблем на основі послідовності". Еукаріотична клітина. Американське товариство з мікробіології, вересень 2010 року. Web. 18 лютого 2017 року
2. Сангер, Ф., С. Ніклен та А. Р. Кульсон. "Послідовність ДНК з інгібіторами закінчення ланцюга". Праці Національної академії наук 74.12 (1977): 5463-467. Веб.
3. Лю, Лін, Іньху Лі, Сілянг Лі, Ні Ху, Імін Хе, Рей Понг, Данні Лін, Ліхуа Лу та Меггі Лоу. "Порівняння систем послідовного наступного покоління". Журнал біомедицини та біотехнології 2012 (2012): 1-11. Веб.

Надано зображення:
"Сангер-послідовність" Естевежа - Власна робота (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons 
“Розвиток у послідовності наступного покоління” Недербрагт, Лекс (2012) - (CC BY 3.0) через Wikimedia Commons