Der Hauptunterschied zwischen der Nanoporen- und Illumina-Sequenzierung besteht darin, dass die Nanoporen-Sequenzierung eine Sequenzierungstechnik der dritten Generation ist, die eine Nanopore verwendet, um die Sequenz eines DNA-Moleküls zu erkennen, während die Illumina-Sequenzierung eine Sequenzierungstechnik der zweiten Generation ist, die reversibel ist Dye-Terminator-Technologie zum Nachweis der Sequenz eines DNA-Moleküls.
DNA-Sequenzierung ist die Bestimmung einer genauen Nukleotid- oder Basensequenz eines DNA-Moleküls. Es gibt viele schnelle Methoden zur Bestimmung von Nukleinsäuresequenzen, die Entdeckungen in der biologischen und medizinischen Forschung beschleunigen. Eine der ersten DNA-Sequenzierungstechniken (Sanger-Sequenzierung) wurde 1975 von Frederick Sanger entwickelt, indem er am MRC Centre, Cambridge, UK, eine Strategie zur Primerverlängerung anwendete. Heutzutage gehören die meisten schnellen DNA-Sequenzierungstechniken zu den DNA-Sequenzierungskategorien der zweiten Generation (nächste Generation) und der dritten Generation. Nanopore und Illumina-Sequenzierung sind zwei dieser neuen DNA-Technologien.
Was ist Nanoporensequenzierung?
Nanopore-Sequenzierung ist eine Sequenzierungstechnik der dritten Generation, die eine Protein-Nanopore verwendet, um die Nukleinsäuresequenz eines DNA-Moleküls nachzuweisen. Bei der Nanoporensequenzierung ändert die DNA, die die Nanopore passiert, ihren Strom. Diese Veränderung hängt von der Form, Größe und Länge der DNA-Sequenz ab. Das resultierende Signal wird dekodiert, um die spezifische DNA- oder RNA-Sequenz zu erh alten. Diese Methode erfordert keine modifizierten Nukleotide und funktioniert in Echtzeit.
Abbildung 01: Nanoporen-Sequenzierung
Oxford Nanopore Technologies ist ein beliebtes Unternehmen, das zahlreiche Nanoporen-Sequenzierungsgeräte herstellt. Die meisten Oxford Nanopore-Sequenziergeräte verfügen über Durchflusszellen. Diese Durchflusszelle hat eine Reihe winziger Nanoporen, die in eine elektroresistente Membran eingebettet sind. Jede Nanopore entspricht ihrer eigenen Elektrode. Diese Elektrode ist mit einem Kanal und einem Sensorchip verbunden. Diese Elektrode misst den elektrischen Strom, der durch die Nanopore fließt. Wenn ein Molekül eine Nanopore passiert, ändert sich sein Strom oder wird unterbrochen. Außerdem erzeugt diese Unterbrechung ein charakteristisches Kringeln. Dieses Kringel wird dann entschlüsselt, um die DNA- oder RNA-Sequenz in Echtzeit zu bestimmen.
Was ist Illumina-Sequenzierung?
Illumina-Sequenzierung ist eine Sequenzierungstechnik der zweiten Generation, die reversible Farbstoff-Terminator-Technologie verwendet, um die Sequenz von DNA-Molekülen zu erkennen. Das Unternehmen Solexa, jetzt ein Teil des Unternehmens Illumina, wurde 1998 gegründet. Dieses Unternehmen erfand diese Sequenzierungsmethode auf der Grundlage der Technologie reversibler Farbstoffterminatoren und konstruierter Polymerasen.
Abbildung 02: Illumina-Sequenzierung
Bei der Illumina-Sequenzierungsmethode wird die Probe zunächst in kurze Abschnitte gesp alten. Daher werden bei der Illumina-Sequenzierung zu Beginn 100-150 bp kurze Reads oder Fragmente erstellt. Diese Fragmente werden dann an generische Adapter ligiert und an einen Objektträger angelagert. PCR wird durchgeführt, um jedes Fragment zu amplifizieren. Dadurch entsteht ein Fleck mit vielen Kopien desselben Fragments. Später werden sie in einzelsträngige aufgetrennt und einer Sequenzierung unterzogen. Der Sequenzierungsobjektträger enthält fluoreszenzmarkierte Nukleotide, DNA-Polymerase und einen Terminator. Aufgrund des Terminators wird immer nur eine Base hinzugefügt. Jeder Zyklusterminator wird entfernt und ermöglicht das Hinzufügen der nächsten Base zu der Stelle. Darüber hinaus erkennt der Computer anhand von Fluoreszenzsignalen die in jedem Zyklus hinzugefügte Base. Die Sequenzierungstechnologie von Illumina erstellt die Sequenz innerhalb von 4 bis 56 Stunden.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Nanopore- und Illumina-Sequenzierung?
- Nanopore- und Illumina-Sequenzierung sind zwei Sequenzierungstechniken.
- Beides sind schnelle und neue Sequenzierungsmethoden.
- Sie dienen zum Nachweis von DNA- und RNA-Sequenzen.
- Beide haben eine hohe Genauigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen Nanopore- und Illumina-Sequenzierung?
Nanoporensequenzierung ist eine Sequenzierungstechnik der dritten Generation, die eine Nanopore verwendet, um die Sequenz von DNA-Molekülen zu erkennen. Im Gegensatz dazu ist die Illumina-Sequenzierung eine Sequenzierungstechnik der zweiten Generation, die die Technologie der reversiblen Farbstoffterminatoren verwendet, um die Sequenz von DNA-Molekülen zu erkennen. o, dies ist der Hauptunterschied zwischen Nanoporen- und Illumina-Sequenzierung. Darüber hinaus hat die Nanoporensequenzierung eine Genauigkeit von 92-97 %, während die Illumina-Sequenzierung eine Genauigkeit von 99 % hat.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen Nanopore- und Illumina-Sequenzierung in tabellarischer Form auf.
Zusammenfassung – Nanopore vs. Illumina-Sequenzierung
Hochdurchsatz-Sequenzierungstechniken umfassen Sequenzierungsmethoden der zweiten Generation (Short-Read) und der dritten Generation (Long-Read). Nanopore- und Illumina-Sequenzierung sind zwei neue DNA-Technologien, die zu den DNA-Sequenzierungskategorien der dritten und zweiten Generation (Next-Generation) gehören. Die Nanoporensequenzierung verwendet eine Nanopore, um die Sequenz von DNA-Molekülen zu erkennen. Auf der anderen Seite verwendet die Illumina-Sequenzierung die Technologie der reversiblen Farbstoffterminatoren, um die Sequenz von DNA-Molekülen zu erkennen. Dies ist also die Zusammenfassung des Unterschieds zwischen Nanoporen- und Illumina-Sequenzierung.
