Nøgleforskel – Microarray vs Next Generation Sequencing
DNA-sekventeringsprocesser bruges i vid udstrækning inden for bioteknologi, virologi, medicinsk diagnose og retsmedicin. 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 accelerator for mirakuløse opdagelser inden for medicinsk og biologisk forskning. Disse sekventeringsmetoder har udviklet sig op til sekventering af et komplet genom af individuelle organismer inklusive mennesker og andre levende arter. Microarrays og Next Generation Sequencing er moderne DNA-sekventeringsprocedurer. Microarray-teknik er specifikt baseret på hybridisering, som indeholder et sæt kendte mål. Næste generations sekventering er baseret på syntese (som udnytter DNA-polymerase til at inkorporere nukleotider) og har evnen til at sekventere hele genomet uafhængigt af tidligere udvalgte mål. Dette er den vigtigste forskel mellem Microarray og Next Generation Sequencing.
Hvad er Microarray?
DNA-mikroarray bruges som et laboratorieværktøj til at identificere tusindvis af forskellige genudtryk på samme tid. Det er en fast overflade, det vil sige et objektglas, som indeholder en samling mikroskopiske DNA-pletter trykt på den. Hver trykt plet indeholder en kendt gensekvens eller et gen. Disse kendte prober trykt på objektglasset tjener som prober for at påvise 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
Initi alt indsamles mRNA-molekyler fra den eksperimentelle prøve og referenceprøve fra et sundt individ. Eksperimentelle prøver opnås fra syge individer; for eksempel en person, der lider af kræft. Når først de er opnået, omdannes begge mRNA-prøver til cDNA (komplementært DNA). Derefter mærkes hver prøve ved hjælp af en fluorescerende probe. De fluorescerende prober har forskellige farver for at skelne prøve-cDNA'et fra reference-cDNA'et. For at starte bindingen af cDNA-molekylerne til mikroarray-glasset blandes de to prøver sammen. Hybridisering er den proces, hvorved cDNA-molekylerne bliver knyttet til DNA-proberne på mikroarray-glasset. Når hybridiseringen er afsluttet, finder en række reaktioner sted for at identificere og måle ekspressionen af hvert gen med udseendet af forskellige farver i overensstemmelse med mængden af genet udtrykt. Resultaterne fra mikroarray bruges til at skabe en genekspressionsprofil, som kan bruges til at identificere forskellige sygdomstilstande.
Hvad er Next Generation Sequencing?
Next Generation Sequencing (NGS) er en avanceret metode til genetisk sekventering. Dens princip svarer til Sanger Sequencing, som afhænger af kapillær elektroforese. I NGS fragmenteres den genomiske streng og ligeres til en skabelonstreng. Baserne af hver streng identificeres af de udsendte signaler under dens ligeringsproces. I Sanger-sekventeringsmetoden er tre separate trin, sekventering, separation og detektion involveret. På grund af disse separate trin er automatisering af prøveforberedelsen begrænset i gennemløb. I NGS er teknikken udviklet ved hjælp af array-baseret sekventering med kombinationen af trinene i Sanger-sekventeringsproceduren, som kan forårsage, at millioner af reaktionsserier udføres parallelt på samme tid; dette resulterer i høj hastighed og gennemløb til en lav pris.
Figur 02: Udviklingen i NGS
NGS er sammensat af tre trin; biblioteksforberedelse (oprettelse af biblioteker med brug af tilfældig fragmentering af DNA), amplifikation (amplifikation af biblioteket ved hjælp af klonal amplifikation og PCR) og sekventering. Genomsekventeringsprocesserne, der udføres i ekstremt lange varigheder ved hjælp af Sanger-sekventeringsproceduren, kunne afsluttes i løbet af få timer ved hjælp af 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 af mikroskopiske DNA-pletter knyttet til en fast overflade, som bruges til at måle ekspressionsniveauerne af et stort antal gener samtidigt. | NGS (Næste-generations-sekventering) er en ikke-Sanger-baseret high-throughput DNA-sekventeringsteknologi, som gør det muligt at sekventere millioner eller milliarder af DNA-strenge parallelt. |
| Interaktioner med antigen | |
| Microarray er baseret på hybridisering, der er sammensat af et sæt kendte mål. | NGS er baseret på syntese, som anvender DNA-polymerase til at inkorporere nukleotider og er uafhængig af tidligere udvalgte mål. |
Oversigt – Microarray vs Next Generation Sequencing
I forskningssammenhæng er DNA-sekventering blevet en vigtig accelerator. Det er meget udbredt 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, som bruger DNA-polymerase til at inkorporere nukleotider. Dette er hovedforskellen mellem Microarray og Next Generation Sequencing.
Download PDF-version af Microarray vs Next Generation Sequencing
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-version her Forskel mellem Microarray og Next Generation Sequencing
