Forskel mellem Microarray og Next Generation Sequencing

Nøgleforskel - Microarray vs Next Generation Sequencing
 

DNA-sekventeringsprocesser anvendes bredt inden for områderne bioteknologi, virologi, medicinsk diagnose og retsmedicinske videnskaber. Det er en proces, der bestemmer den nøjagtige rækkefølge af nukleotiderne, adenin, guanin, thymin og cytosin, der er til stede i et DNA-molekyle. DNA-sekventeringsprocedurer er blevet en accelererende faktor for mirakuløse opdagelser inden for medicinsk og biologisk forskning. Disse sekventeringsmetoder har udviklet sig til sekventering af et komplet genom af individuelle organismer, herunder mennesker og andre levende arter. Microarrays og Next Generation Sequencing er moderne DNA-sekventeringsprocedurer. Microarray-teknik er specifikt baseret på hybridisering, der indeholder et sæt kendte mål. Næste generations sekventering er baseret på syntese (som bruger DNA-polymerase til at inkorporere nukleotider) og har evnen til at sekvensere hele genomet uafhængigt af tidligere udvalgte mål. Dette er den vigtigste forskel mellem Microarray og Next Generation Sequencing.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Microarray 
3. Hvad er Next Generation Sequencing
4. Ligheder mellem Microarray og Next Generation Sequencing
5. Sammenligning side ved side - Microarray vs Next Generation Sequencing i tabelform
6. Resume

Hvad er Microarray?

DNA-mikroarray anvendes som et laboratorieværktøj til at identificere tusinder af forskellige genudtryk på samme tid. Det er en fast overflade, dvs. mikroskopglas, som indeholder en samling mikroskopiske DNA-pletter, der er trykt på det. Hver trykt plet indeholder en kendt gensekvens eller et gen. Disse kendte prober, der er trykt på diaset, tjener som prober for at detektere genekspression. Dette er kendt som et transkriptom. Hybridisering mellem to DNA-strenge er det primære princip, som mikroarrays er baseret på. Det er den komplementære baseparring af nukleinsyresekvenser med dannelsen af ​​hydrogenbindinger.

Figur 01: Microarray

Oprindeligt opsamles mRNA-molekyler fra den eksperimentelle prøve og referenceprøven opnået fra et sundt individ. Eksperimentelle prøver opnås fra syge individer; for eksempel et individ, der lider af kræft. Når de først er opnået, konverteres begge mRNA-prøver til cDNA (komplementært DNA). Dernæst mærkes hver prøve ved hjælp af en lysstofrør. De fluorescerende prober er i forskellige farver for at skelne prøve-cDNA fra reference-cDNA. For at initiere bindingen af ​​cDNA-molekylerne til mikroarray-objektglaset blandes de to prøver sammen. Hybridisering er den proces, hvormed cDNA-molekylerne fastgøres til DNA-proberne på mikroarray-objektglaset. Når hybridisering er afsluttet, finder en række reaktioner sted for at identificere og måle ekspressionen af ​​hvert gen med udseendet af forskellige farver i henhold til mængden af ​​det udtrykte gen. Resultaterne fra mikroarray anvendes til oprettelse af en genekspressionsprofil, der kan bruges til at identificere forskellige sygdomstilstande.

Hvad er Next Generation Sequencing?

Next Generation Sequencing (NGS) er en avanceret metode til genetisk sekventering. Dets princip ligner det med Sanger Sequencing, der afhænger af kapillærelektroforese. I NGS er den genomiske streng fragmenteret og ligeret til en templatstreng. Baserne i hver streng identificeres ved hjælp af de udsendte signaler under dens ligeringsproces. I Sanger-sekventeringsmetode er tre separate trin, sekventering, separering og detektion involveret. På grund af disse separate trin er automatisering af prøveforberedelsen begrænset i gennemstrømning. I NGS udvikles teknikken under anvendelse af matrixbaseret sekventering med kombinationen af ​​trinnene i Sanger sekventeringsprocedure, der kan forårsage, at millioner af reaktionsserier udføres parallelt på samme tid; dette resulterer i høj hastighed og gennemstrømning til en lav pris.

Figur 02: Udviklingen i NGS

NGS er sammensat af tre trin; biblioteksforberedelse (oprettelse af biblioteker ved anvendelse af tilfældig fragmentering af DNA), amplificering (amplifikation af biblioteket ved anvendelse af klonal amplificering og PCR) og sekventering. Genomsekventeringsprocesserne, der udføres i ekstremt lang varighed ved anvendelse af Sanger-sekventeringsprocedure, kunne afsluttes i løbet af få timer med NGS.

Hvad er ligheden mellem Microarray og Next Generation Sequencing?

• Både Microarray og Next Generation Sequencing er udviklet ved hjælp af array-baseret sekventering.

Hvad er forskellen mellem Microarray og Next Generation Sequencing?

Microarray vs Next Generation Sequencing
Microarray er en samling mikroskopiske DNA-pletter bundet til en fast overflade, der bruges til at måle ekspressionsniveauerne for et stort antal gener samtidig.	NGS (næste generations sekventering) er en ikke-Sanger-baseret DNA-sekventeringsteknologi med høj gennemstrømning, der letter millioner eller milliarder af DNA-strenge, der kan sekventeres parallelt.
Interaktioner med Antigen
Microarray er baseret på hybridisering, der er sammensat af et sæt kendte mål.	NGS er baseret på syntese, der anvender DNA-polymerase til at inkorporere nukleotider og er uafhængig af tidligere udvalgte mål.

Resume - Microarray vs Next Generation Sequencing

I forbindelse med forskning er DNA-sekventering blevet en vigtig accelerant. Det bruges i vid udstrækning i bioteknologi, medicinsk diagnose og retsmedicinske undersøgelser. Det har udviklet sig og udviklet sig til mere effektive og hurtige sekventeringsprocedurer. Microarrays og NGS er to avancerede DNA-sekventeringsteknikker til stede. Begge er udviklet ved hjælp af array-baseret sekventering. Microarray-teknik er afhængig af hybridisering, mens NGS er baseret på syntese, der anvender DNA-polymerase til at inkorporere nukleotider. Dette er den vigtigste forskel mellem Microarray og Next Generation Sequencing.

Download PDF-version af Microarray vs Next Generation Sequencing

Du kan downloade PDF-version af denne artikel og bruge den til offline-formål som pr. Citatnotat. Download PDF-version her Forskel mellem Microarray og Next Generation Sequencing

Referencer:

1.Behjati, Sam og Patrick S Tarpey. ”Hvad er næste generations sekventering?” Archives of Disease in Childhood. Uddannelses- og praksisudgave, BMJ Publishing Group, december 2013, tilgængelig her. Åbnede 23. august 2017
2.Bumgarner, Roger. “Oversigt over dna-mikroarrays.” Aktuelle protokoller i molekylærbiologi, John Wiley og Sons Inc., 9. februar 2016, tilgængelig her. Åbnede 23. august 2017.
3. “DNA Microarray Technology.” National Human Genome Research Institute (NHGRI), tilgængelig her. Åbnede 23. august 2017.

Billede høflighed:

1. "DNA-mikroarray" Af Guillaume Paumier (bruger: guillom) - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Udviklingen i næste generations sekventering” Af Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia