Der Hauptunterschied zwischen Klon-für-Klon-Sequenzierung und Shotgun-Sequenzierung liegt in ihrer Vorgehensweise. Die Klon-für-Klon-Sequenzierungsmethode beinh altet die Kartierung von Chromosomen und das Klonen vor der Sequenzierung, während die Klon-durch-Schrotflinten-Sequenzierung sowohl die Chromosomenkartierung als auch die Klonierungsschritte während der Sequenzierung auslässt.
Klon-für-Klon-Sequenzierung und Klon-durch-Shotgun-Sequenzierung sind zwei Methoden der modernen Genomsequenzierung. Klon-für-Klon-Sequenzierung ist eine zuverlässigere Sequenzierungsmethode. Die Methode des Klonens durch Shotgun-Sequenzierung ist jedoch schneller und billiger. Der Artikel konzentriert sich auf den feinen Unterschied zwischen Klon-für-Klon-Sequenzierung und Shotgun-Sequenzierung.
Was ist Clone by Clone Sequencing?
Klon-für-Klon-Sequenzierung ist eine Methode zur Genomsequenzierung. Es erfordert die Kartierung jedes Chromosoms vor der DNA-Sp altung. Nach der Kartierung sollte die DNA in Fragmente von 150 Kilobasen Länge zerlegt werden. Diese Fragmente sind dann bereit für die Sequenzierung. Der nächste Schritt ist das Einfügen von DNA-Fragmenten in bakterielle künstliche Chromosomen (BACs) und dann in Bakterienzellen. Da sich die Fragmente nun in den Bakterienzellen befinden, teilen sich bei jeder Teilung der Bakterien auch die eingefügten DNA-Fragmente und produzieren viele identische Kopien. Dann wird die einzelne Bakterienklon-DNA in 500 Basenpaare lange Fragmente fragmentiert. Sie sind kleinere und überlappende Fragmente. Anschließend erfolgt die Sequenzierung durch Insertion dieser Fragmente in einen Vektor mit bekannter DNA-Sequenz. Ausgehend von der bekannten Sequenz des Vektors wird die Sequenzierung bis zur unbekannten Sequenz fortgesetzt.
Nach Abschluss der Sequenzierung ist es notwendig, die Bereiche überlappender Sequenzen zu identifizieren. Danach findet ein Zusammenfügen der Fragmente statt, um die anfänglich in BACs präsentierten größeren Fragmente zu bilden. Als nächstes erfolgt der Zusammenbau größerer Fragmente in das Chromosom gemäß der Genomkarte.
Abbildung 01: Klon-für-Klon-Sequenzierung
Der wesentliche Vorteil der Klon-für-Klon-Sequenzierung besteht darin, dass die vorgefertigte Genomkarte ein zuverlässiges Zusammenfügen größerer Fragmente unterstützt. Der Nachteil dieser Sequenzierungsmethode besteht jedoch darin, dass es zeitaufwändig ist, Genomkarten zu erstellen und Klone herzustellen. Diese Methode wurde jedoch während des „Human Genome Project“bevorzugt.
Was ist Clone by Shotgun Sequencing?
Clone by Shotgun Sequencing ist eine Sequenzierungsmethode, die DNA-Sequenzen zufällig in viele kleine Fragmente zerlegt und die Sequenz durch Beobachtung der überlappenden Regionen wieder zusammensetzt. Größere Säugetiergenome sind schwierig zu klonieren, zu sequenzieren und zusammenzusetzen. Dies liegt an ihrer strukturellen Komplexität und Größe. Obwohl das Klon-für-Klon-Sequenzierungsverfahren zuverlässig ist, dauert es lange, Genome komplexer Organismen zu sequenzieren. Daher ist die Klon-durch-Schrotflinten-Sequenzierung zu einer zuverlässigen, billigeren Sequenzierungsmethode geworden, die schneller durchgeführt werden kann. Daher verlassen sich moderne Wissenschaftler auf diese Sequenzierungsmethode, um komplexe Genome anzugehen.
Abbildung 02: Klon durch Shotgun-Sequenzierung
Während der Klon-by-Shotgun-Sequenzierungsmethode finden keine herkömmlichen Genomkartierungs- und Klonierungsschritte statt. Zunächst wird das gesamte Genom in verschiedene Größen von 20 Kilobasen bis 300 Kilobasen fragmentiert. Als nächstes findet eine Sequenzierung statt. Dann müssen die Fragmente mithilfe einer ausgeklügelten Computersoftware zusammengesetzt werden, indem die überlappenden Bereiche betrachtet werden.
Clone by Shotgun Sequencing hilft, die Genauigkeit bestehender Genomsequenzen zu verbessern. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass sie viel schneller und kostengünstiger ist als die Klon-für-Klon-Sequenzierungsmethode. Dieser Prozess beinh altet jedoch nicht die Verwendung einer genetischen Karte. Daher ist es wahrscheinlicher, dass Fehler während des Zusammenbaus auftreten. Daher ist dies ein Hauptnachteil beim Klon-durch-Shotgun-Sequenzierungsverfahren.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Klon-für-Klon-Sequenzierung und Shotgun-Sequenzierung?
- Sowohl Klon-für-Klon-Sequenzierung als auch Shotgun-Sequenzierung sind zwei Methoden der Genomsequenzierung.
- Bei beiden Sequenziertechniken erfolgt die Assemblierung aufgesp altener Fragmente durch Identifizierung überlappender Regionen.
- Außerdem ist die Zerlegung der DNA in kleinere Fragmente sowohl für die Klon- als auch für die Shotgun-Sequenzierung erforderlich.
Was ist der Unterschied zwischen Klon-für-Klon-Sequenzierung und Shotgun-Sequenzierung?
Die Klon-für-Klon-Sequenzierungstechnik umfasst zwei Hauptschritte: Kartierung von Chromosomen und Klonen. Im Gegensatz dazu folgt die Clone-by-Shotgun-Sequenzierung diesen beiden Schritten nicht; Es zerlegt DNA-Sequenzen zufällig in viele kleine Fragmente und setzt die Sequenz wieder zusammen, indem es die überlappenden Regionen beobachtet. Daher ist dies der Hauptunterschied zwischen der Klon-für-Klon-Sequenzierung und der Shotgun-Sequenzierung. Aufgrund dieses Faktors ist die Klon-für-Klon-Sequenzierung ein teurer und zeitaufwändiger Prozess, während die Klon-für-Shotgun-Sequenzierung schneller und billiger ist.
Jedoch treten bei der Sequenzierung Klon für Klon weniger wahrscheinlich Fehler während des Zusammenbaus auf. Daher hat es eine hohe Zuverlässigkeit. Die Klon-durch-Shotgun-Sequenzierung ist jedoch vergleichsweise eine weniger zuverlässige Technik. Dies ist also auch ein signifikanter Unterschied zwischen Klon-für-Klon-Sequenzierung und Shotgun-Sequenzierung.
Die folgende Infografik enthält weitere Informationen zum Unterschied zwischen Klon-für-Klon-Sequenzierung und Shotgun-Sequenzierung.
Zusammenfassung – Clone-by-Clone-Sequenzierung vs. Shotgun-Sequenzierung
Um den Unterschied zwischen Klon-für-Klon-Sequenzierung und Shotgun-Sequenzierung zusammenzufassen, sind die Klon-für-Klon-Sequenzierung und die Shotgun-Sequenzierung zwei Methoden der Genomsequenzierung. Die Klon-für-Klon-Sequenzierungstechnik umfasst jedoch sowohl Genomkartierung als auch Klonierungsprozesse, während dies bei der Klon-für-Schrotflinten-Sequenzierung nicht der Fall ist. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen der Klon-für-Klon-Sequenzierung und der Shotgun-Sequenzierung. Da die Genomkartierung während der Klon-für-Klon-Sequenzierung stattfindet, ist es weniger wahrscheinlich, dass Fehler während des Zusammenbaus von Sequenzen auftreten. Klonen durch Shotgun-Sequenzierung ist jedoch ein viel schnellerer und billigerer Prozess. Es ist jedoch vergleichsweise weniger zuverlässig. Klon-für-Klon-Sequenzierung war die bevorzugte Sequenzierungsmethode während des „Human Genome Project“. Aber der moderne Molekularbiologe verlässt sich mehr auf die Klon-by-Shotgun-Sequenzierung.
