Hauptunterschied – Microarray vs. Sequenzierung der nächsten Generation
DNA-Sequenzierungsverfahren werden in großem Umfang in den Bereichen Biotechnologie, Virologie, medizinische Diagnostik und Forensik eingesetzt. Es ist ein Prozess, der die genaue Reihenfolge der in einem DNA-Molekül vorhandenen Nukleotide Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin bestimmt. DNA-Sequenzierungsverfahren sind zu einem Beschleuniger für wundersame Entdeckungen in der medizinischen und biologischen Forschung geworden. Diese Sequenzierungsverfahren haben sich bis zur Sequenzierung eines vollständigen Genoms einzelner Organismen, einschließlich Menschen und anderer lebender Arten, entwickelt. Microarrays und Next Generation Sequencing sind moderne DNA-Sequenzierungsverfahren. Die Microarray-Technik basiert speziell auf Hybridisierung, die eine Reihe bekannter Ziele enthält. Die Sequenzierung der nächsten Generation basiert auf Synthese (die DNA-Polymerase verwendet, um Nukleotide einzubauen) und hat die Fähigkeit, das gesamte Genom unabhängig von zuvor ausgewählten Zielen zu sequenzieren. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Microarray und Next Generation Sequencing.
Was ist Microarray?
DNA-Microarray wird als Laborwerkzeug verwendet, um Tausende verschiedener Genexpressionen gleichzeitig zu identifizieren. Es ist eine feste Oberfläche, d.h. ein Objektträger, der eine Sammlung von mikroskopisch kleinen DNA-Punkten enthält, die darauf gedruckt sind. Jeder gedruckte Punkt enthält eine bekannte Gensequenz oder ein Gen. Diese auf dem Objektträger aufgedruckten bekannten Sonden dienen als Sonden zum Nachweis der Genexpression. Dies wird als Transkriptom bezeichnet. Die Hybridisierung zwischen zwei DNA-Strängen ist das primäre Prinzip, auf dem Microarrays basieren. Es ist die komplementäre Basenpaarung von Nukleinsäuresequenzen unter Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen.
Abbildung 01: Microarray
Zunächst werden mRNA-Moleküle aus der experimentellen Probe und der Referenzprobe gesammelt, die von einer gesunden Person erh alten wurden. Versuchsproben werden von erkrankten Personen erh alten; zum Beispiel eine Person, die an Krebs leidet. Nach Erh alt werden beide mRNA-Proben in cDNA (komplementäre DNA) umgewandelt. Als nächstes wird jede Probe mit einer fluoreszierenden Sonde markiert. Die fluoreszierenden Sonden haben unterschiedliche Farben, um die Proben-cDNA von der Referenz-cDNA zu unterscheiden. Um die Bindung der cDNA-Moleküle an den Microarray-Objektträger einzuleiten, werden die beiden Proben miteinander vermischt. Hybridisierung ist der Prozess, bei dem die cDNA-Moleküle an die DNA-Sonden auf dem Microarray-Objektträger gebunden werden. Sobald die Hybridisierung abgeschlossen ist, findet eine Reihe von Reaktionen statt, um die Expression jedes Gens mit dem Erscheinen unterschiedlicher Farben entsprechend der Menge des exprimierten Gens zu identifizieren und zu messen. Die Ergebnisse des Mikroarrays werden zur Erstellung eines Genexpressionsprofils verwendet, das zur Identifizierung verschiedener Krankheitszustände verwendet werden kann.
Was ist Next Generation Sequencing?
Next Generation Sequencing (NGS) ist eine fortschrittliche Methode der genetischen Sequenzierung. Ihr Prinzip ähnelt dem der Sanger-Sequenzierung, die auf Kapillarelektrophorese beruht. Bei NGS wird der Genomstrang fragmentiert und an einen Matrizenstrang ligiert. Die Basen jedes Strangs werden durch die emittierten Signale während seines Ligationsprozesses identifiziert. Beim Sanger-Sequenzierungsverfahren sind drei getrennte Schritte, Sequenzierung, Trennung und Nachweis, beteiligt. Aufgrund dieser getrennten Schritte ist die Automatisierung der Probenvorbereitung im Durchsatz begrenzt. In NGS wird die Technik unter Verwendung von Array-basierter Sequenzierung mit der Kombination der Schritte des Sanger-Sequenzierungsverfahrens entwickelt, was dazu führen kann, dass Millionen von Reaktionsreihen gleichzeitig parallel durchgeführt werden; dies führt zu hoher Geschwindigkeit und Durchsatz bei geringen Kosten.
Abbildung 02: Entwicklungen bei NGS
NGS besteht aus drei Schritten; Bibliotheksvorbereitung (Erstellung von Bibliotheken unter Verwendung von zufälliger Fragmentierung von DNA), Amplifikation (Amplifikation der Bibliothek durch klonale Amplifikation und PCR) und Sequenzierung. Die Genomsequenzierungsprozesse, die mit dem Sanger-Sequenzierungsverfahren über extrem lange Zeiträume durchgeführt werden, könnten mit NGS in wenigen Stunden abgeschlossen werden.
Was ist die Ähnlichkeit zwischen Microarray und Sequenzierung der nächsten Generation?
Sowohl Microarray als auch Next Generation Sequencing werden unter Verwendung von Array-basierter Sequenzierung entwickelt
Was ist der Unterschied zwischen Microarray und Sequenzierung der nächsten Generation?
Microarray vs. Sequenzierung der nächsten Generation |
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| Microarray ist eine Sammlung mikroskopisch kleiner DNA-Spots, die an einer festen Oberfläche befestigt sind und zur gleichzeitigen Messung der Expressionsniveaus einer großen Anzahl von Genen verwendet werden. | NGS (Next-Generation-Sequencing) ist eine nicht auf Sanger basierende Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierungstechnologie, die es ermöglicht, Millionen oder Milliarden von DNA-Strängen parallel zu sequenzieren. |
| Wechselwirkungen mit Antigen | |
| Microarray basiert auf Hybridisierung, die aus einer Reihe bekannter Targets besteht. | NGS basiert auf einer Synthese, bei der DNA-Polymerase zum Einbau von Nukleotiden verwendet wird, und ist unabhängig von zuvor ausgewählten Zielen. |
Zusammenfassung – Microarray vs. Sequenzierung der nächsten Generation
Im Kontext der Forschung ist die DNA-Sequenzierung zu einem wichtigen Beschleuniger geworden. Es ist weit verbreitet in der Biotechnologie, medizinischen Diagnose und forensischen Studien. Es hat sich zu effizienteren und schnelleren Sequenzierungsverfahren entwickelt und entwickelt. Microarrays und NGS sind zwei fortschrittliche DNA-Sequenzierungstechniken. Beide werden unter Verwendung von Array-basierter Sequenzierung entwickelt. Die Microarray-Technik beruht auf Hybridisierung, während NGS auf Synthese basiert, die DNA-Polymerase verwendet, um Nukleotide einzubauen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Microarray und Next Generation Sequencing.
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