Der Hauptunterschied zwischen der Shotgun-Sequenzierung und der Next-Generation-Sequenzierung besteht darin, dass die Shotgun-Sequenzierung eine Sequenzierungsmethode ist, die DNA-Sequenzen zufällig in viele kleine Fragmente aufteilt und die Sequenz durch Beobachtung der überlappenden Regionen während der nächsten Next-Generation-Sequenzierung (NGS) wieder zusammensetzt. ist eine fortschrittliche Methode der genetischen Sequenzierung, die auf der Kapillarelektrophorese beruht.
Sequenzierung ist der Prozess, der die genaue Reihenfolge der Nukleotide in einem Gen, einem Cluster von Genen, einem Chromosom und einem vollständigen Genom bestimmt. Es ist sehr wichtig in genomischen Studien, forensischen Studien, Virologie, biologischer Systematik, medizinischer Diagnose, Biotechnologie und in vielen anderen Bereichen, die Struktur und Funktion von Genen zu analysieren und Organismen zu identifizieren. Darüber hinaus stehen verschiedene Arten von Sequenzierungsmethoden zur Verfügung. Shotgun Sequencing und Next Generation Sequencing sind zwei fortgeschrittene Methoden darunter.
Was ist Shotgun-Sequenzierung?
Shotgun-Sequenzierung ist eine Sequenzierungsmethode, bei der DNA-Sequenzen des gesamten Chromosoms oder des gesamten Genoms zufällig in viele kleine Fragmente zerlegt und die Sequenzen durch Computer durch Beobachtung der überlappenden Sequenzen oder Regionen wieder zusammengesetzt werden. Im Allgemeinen sind Säugetiergenome strukturell komplex und größer. Daher sind sie durch Klonen schwierig zu sequenzieren, da dies zeitaufwändig ist. Die Shotgun-Sequenzierung ist eine schnellere Methode. Es ist auch billiger durchzuführen. Daher verlassen sich moderne Wissenschaftler auf die Shotgun-Sequenzierungsmethode, um komplexe Genome anzugehen.
Abbildung 01: Shotgun-Sequenzierung
Shotgun-Sequenzierungsverfahren ist vergleichsweise einfach. Es beginnt mit der Fragmentierung des gesamten Genoms in verschiedene Größen von 20-Kilo-Basen bis zu 300-Kilo-Basen. Dann sollte jedes einzelne Fragment mit der Kettenabbruchmethode sequenziert werden. Nach der Sequenzierung ist es notwendig, die Fragmente zusammenzusetzen, indem man sich die überlappenden Regionen unter Verwendung einer ausgeklügelten Computersoftware ansieht. Konventionelle Kartierung und Klonierung von Sequenzen sind für dieses Verfahren nicht notwendig. Darüber hinaus findet bei dieser Methode keine Verwendung einer genetischen Karte statt. Da jedoch nicht auf vorhandene Genomkarten zurückgegriffen wird, kommt es eher zu Fehlern bei der Assemblierung. Dies ist einer der Hauptnachteile dieser Methode. Darüber hinaus liefern kürzere Fragmente weniger eindeutige Informationen für jeden Lesevorgang bei diesem Verfahren. Darüber hinaus liefert die Shotgun-Sequenzierung nicht genügend Daten, um eine Konsenssequenz mit dem erforderlichen Genauigkeitsstandard zu bestimmen.
Trotz der oben genannten Nachteile ist die Shotgun-Sequenzierungsmethode derzeit die effizienteste und kostengünstigste Strategie zur Sequenzierung mikrobieller Genome, einschließlich Bakterien, Viren und Hefen. Das liegt daran, dass ihren Genomen repetitive Regionen fehlen, die schwer zu sequenzieren sind, und es möglich ist, diese Genome leicht und fehlerfrei zu Chromosomen zusammenzusetzen.
Was ist Next Generation Sequencing?
Next Generation Sequencing (NGS) ist ein Begriff für moderne Hochdurchsatz-Sequenzierverfahren. Es beschreibt eine Reihe verschiedener moderner Sequenzierungstechnologien, die Genomstudien und Molekularbiologie revolutioniert haben. Diese Techniken umfassen Illumina-Sequenzierung, Roche 454-Sequenzierung, Ion-Proton-Sequenzierung und SOLiD-Sequenzierung (Sequencing by Oligo Ligation Detection). NGS-Systeme sind schneller und billiger. In NGS-Systemen werden hauptsächlich vier DNA-Sequenzierungsmethoden verwendet: Pyrosequenzierung, Sequenzierung durch Synthese, Sequenzierung durch Ligation und Ionenhalbleitersequenzierung. Eine große Anzahl von DNA- oder RNA-Strängen (Millionen) kann parallel durch NGS sequenziert werden. Es ermöglicht die Sequenzierung des gesamten Genoms von Organismen innerhalb kurzer Zeit.
Abbildung 02: Sequenzierung der nächsten Generation
NGS hat verschiedene Vorteile. Es handelt sich um ein schnelles, genaueres und kostengünstigeres Verfahren, das mit einer kleinen Probengröße durchgeführt werden kann. Daher ermöglicht es die Analyse des gesamten menschlichen Genoms in einem einzigen Sequenzierungsexperiment. Darüber hinaus kann NGS in metagenomischen Studien, beim Nachweis von Variationen innerhalb eines individuellen Genoms aufgrund von Insertionen und Deletionen usw. und bei der Analyse von Genexpressionen verwendet werden. Darüber hinaus kann NGS ganze Transkriptome aus einer großen Anzahl von Geweben gleichzeitig analysieren. Somit hat NGS die Analyse von Transkriptomen revolutioniert.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Shotgun-Sequenzierung und Sequenzierung der nächsten Generation?
- Shotgun-Sequenzierung und Next-Generation-Sequenzierung sind zwei Genomsequenzierungsmethoden.
- Beide Methoden sind schnelle Methoden.
- Außerdem sind sie kostengünstige Methoden.
- Sie sind in der Lage, viele DNA-Fragmente parallel zu sequenzieren.
Was ist der Unterschied zwischen Shotgun-Sequenzierung und Sequenzierung der nächsten Generation?
Shotgun-Sequenzierung und Sequenzierung der nächsten Generation sind zwei fortschrittliche Sequenzierungstechniken. Die Shotgun-Sequenzierungsmethode zerlegt zufällig DNA-Sequenzen des gesamten Chromosoms oder des gesamten Genoms in viele kleine Fragmente und setzt die Sequenzen durch Computer wieder zusammen, indem die überlappenden Sequenzen oder Regionen beobachtet werden. Im Gegensatz dazu ist Next Generation Sequencing (NGS) ein Begriff, der sich auf moderne Hochdurchsatz-Sequenzierverfahren bezieht. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen der Shotgun-Sequenzierung und der Sequenzierung der nächsten Generation. Darüber hinaus ist die Sequenzierung der nächsten Generation eine Technik, die von der Kapillarelektrophorese abhängt, während die Shotgun-Sequenzierung nicht davon abhängt. Daher ist dies auch ein Unterschied zwischen Shotgun-Sequencing und Next-Generation-Sequencing. Darüber hinaus ist die Sequenzierung der nächsten Generation im Vergleich zur Shotgun-Sequenzierung hochempfindlich und sehr genau.
Zusammenfassung – Shotgun-Sequenzierung vs. Sequenzierung der nächsten Generation
Shotgun-Sequenzierung und Next-Generation-Sequenzierung sind zwei Sequenzierungsmethoden, die bei der Genomsequenzierung verwendet werden. Beide Methoden sind schnelle und kostengünstige Methoden. NGS arbeitet nach dem Prinzip, Millionen von Sequenzen gleichzeitig schnell durch ein Sequenziersystem zu sequenzieren. Im Gegensatz dazu erfordert die Shotgun-Sequenzierung das Aufbrechen von Genomen in kleine Fragmente und das Sequenzieren und erneute Zusammensetzen unter Verwendung überlappender Sequenzen. Das fasst also den Unterschied zwischen Shotgun-Sequenzierung und Next-Generation-Sequenzierung zusammen.
