Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς

Η κύρια διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι ότι Η αλληλουχία Sanger επεξεργάζεται μόνο ένα τμήμα DNA κάθε φορά, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς επεξεργάζεται εκατομμύρια θραύσματα ταυτόχρονα. Επιπλέον, η αλληλουχία Sanger είναι αναλογική ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι ψηφιακή, επιτρέποντας την ανίχνευση της νέας ή σπάνιων παραλλαγών με βαθιά αλληλουχία. Επιπλέον, η αλληλουχία Sanger είναι μια γρήγορη και οικονομικά αποδοτική μέθοδος για χαμηλό αριθμό στόχων, γενικά έως 20 στόχους, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι μια χρονοβόρα και λιγότερο αποδοτική μέθοδος.

Η αλληλούχιση Sanger και η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι οι δύο μέθοδοι προσδιορισμού αλληλουχίας των θραυσμάτων DNA. Επιπλέον, η επιλογή Sanger ή αλληλουχίας επόμενης γενιάς εξαρτάται από τα οφέλη και τους περιορισμούς και των δύο μεθόδων.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η αλληλουχία Sanger
– Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
2. Τι είναι η αλληλουχία επόμενης γενιάς
– Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς
– Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς
– Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι

Next Generation Sequencing (NGS), Parallel Sequencing, Sanger Sequencing (SGS), Sequencing, Sequencing Depth

Τι είναι το Sanger Sequencing

Η αλληλούχιση Sanger (SGS) είναι η μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας πρώτης γενιάς που αναπτύχθηκε από τον Fredric Sanger το 1977. Περιλαμβάνει την επιλεκτική ενσωμάτωση διδεοξυνουκλεοτιδίων που τερματίζουν την αλυσίδα από πολυμεράση DNA κατά τη διάρκεια in vitro Αντιγραφή DNA. Στη συνέχεια, τα παραγόμενα αμπλικόνια διαχωρίζονται με τριχοειδή ηλεκτροφόρηση. Γενικά, η αλληλουχία Sanger χρησιμεύει ως μια γρήγορη και οικονομικά αποδοτική μέθοδος αλληλουχίας για έργα μικρής κλίμακας με λιγότερους από 100 στόχους αμπλικονίου. Επιπλέον, είναι καλύτερο για την αλληλουχία μεμονωμένων γονιδίων.

Εικόνα 1:Αλληλουχία Sanger

Επιπλέον, η αλληλουχία Sanger είναι μια αναλογική μέθοδος που δημιουργεί μια ενιαία αλληλουχία συνδυάζοντας σήματα από όλα τα θραύσματα DNA στο δείγμα. Δεν επιτρέπει την απομόνωση μεμονωμένων σημάτων. Έτσι, το προκύπτον σήμα είναι ένα μικτό σήμα, το οποίο δεν επιτρέπει την αναγνώριση παραλλαγών, οι οποίες εμφανίζονται κάτω από 25% συχνότητα σε ένα δείγμα.

Τι είναι Next Generation Sequencing

Η αλληλουχία επόμενης γενιάς (NGS) είναι μια μέθοδος αλληλουχίας δεύτερης γενιάς. Επιπλέον, είναι μια προσέγγιση αλληλουχίας DNA υψηλής απόδοσης με την έννοια της μαζικά παράλληλης επεξεργασίας. Genome Analyzer/HiSeq/MiSeq (Illumina Solexa), SOLiD System (Thermo Fisher Scientific), Ion PGM/Ion Proton (Thermo Fisher Scientific) και HeliScope Sequencer (Helicos BioSciences) είναι οι διάφορες πλατφόρμες που εκτελούν αυτήν τη στιγμή την ακολουθία επόμενης γενιάς. Γενικά, μπορούν να ακολουθήσουν 1 εκατομμύριο έως 43 δισεκατομμύρια σύντομες αναγνώσεις (50-400 βάσεις η καθεμία) ανά εκτέλεση του οργάνου.

Εικόνα 2:Κλωνική ενίσχυση στην αλληλουχία Illumina

Επιπλέον, το κύριο χαρακτηριστικό της αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι ότι μπορεί να εκτελέσει παράλληλη έρευνα πολλών στόχων. Έχει αυξημένη ταχύτητα και αποτελεσματικότητα ανίχνευσης μεταλλάξεων. Γενικά, σε σωματικές μεταλλάξεις καρκίνου, οι όγκοι είναι ετερογενείς και περιέχουν τόσο καρκινικά κύτταρα όσο και φυσιολογικά κύτταρα. Ωστόσο, η προετοιμασία μιας βιβλιοθήκης DNA με κλωνική ενίσχυση στην αλληλουχία επόμενης γενιάς για παράλληλη αλληλούχιση βοηθά στον φυσικό διαχωρισμό των σημάτων που προέρχονται από κάθε μόριο DNA στόχο στη βιβλιοθήκη. Επομένως, αυτό επιτρέπει τον διαχωρισμό των αλληλουχιών DNA των καρκινικών κυττάρων από τις αλληλουχίες DNA των φυσιολογικών κυττάρων. Συνολικά, η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι μια μέθοδος ψηφιακής αλληλουχίας με παραλλαγές υψηλότερου βάθους κάλυψης.

Ομοιότητες μεταξύ Sanger και Next Generation Sequencing

Η αλληλουχία Sanger και επόμενης γενιάς είναι δύο κύριες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας των θραυσμάτων DNA.
Η τεχνολογία τους είναι παρόμοια και περιλαμβάνει την προσθήκη φθοριζόντων νουκλεοτιδίων στον αναπτυσσόμενο κλώνο του εκμαγείου από πολυμεράση DNA.
Επιπλέον, η αναγνώριση των προστιθέμενων νουκλεοτιδίων είναι από τη φθορίζουσα ετικέτα τους.
Επίσης, και οι δύο είναι αυτοματοποιημένες τεχνικές.

Διαφορά μεταξύ Sanger και αλληλουχίας επόμενης γενιάς

Ορισμός

Η αλληλουχία Sanger αναφέρεται σε μια μέθοδο χαμηλής απόδοσης που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό ενός τμήματος της αλληλουχίας νουκλεοτιδίων του γονιδιώματος ενός ατόμου, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς αναφέρεται σε μια μέθοδο υψηλής απόδοσης που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό ενός τμήματος της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας του γονιδιώματος ενός ατόμου. Έτσι, αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ του Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς.

Άλλα ονόματα

Τα άλλα ονόματα για την αλληλουχία Sanger είναι μέθοδος τερματισμού διδεοξυ αλυσίδας ή αλληλουχία τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης, ενώ τα άλλα ονόματα για αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι μαζική παράλληλη αλληλουχία ή μαζικά παράλληλη αλληλουχία.

Γενιά

Η αλληλουχία Sanger είναι μια μέθοδος αλληλουχίας πρώτης γενιάς, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι μια μέθοδος αλληλουχίας δεύτερης γενιάς.

Εμπορευματοποίηση

Επιπλέον, η αλληλουχία Sanger πρωτοκυκλοφόρησε στο εμπόριο από την Applied Biosystems, ενώ η κυρίαρχη πλατφόρμα αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι η Illumina.

Μέγεθος θραυσμάτων DNA

Μια άλλη διαφορά μεταξύ του Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι ότι ενώ η αλληλουχία Sanger λειτουργεί καλύτερα για 750-1.000 θραύσματα ζευγών βάσεων, η αλληλουχία επόμενης γενιάς λειτουργεί καλύτερα για περίπου 20 εκατομμύρια ζεύγη βάσεων μακριά θραύσματα .

Αριθμός δειγμάτων κάθε φορά

Επιπλέον, η αλληλουχία Sanger μπορεί να επεξεργαστεί μόνο ένα τμήμα DNA κάθε φορά, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς επεξεργάζεται εκατομμύρια θραύσματα ταυτόχρονα.

Βάθος κάλυψης

Σημαντικό είναι ότι η αλληλουχία Sanger είναι αναλογική καθώς συνδυάζει όλα τα θραύσματα DNA σε ένα μείγμα για να παράγει μια ενιαία αλληλουχία, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι ψηφιακή καθώς επιτρέπει τον διαχωρισμό κάθε ατόμου δεδομένα που προέρχονται από ένα μόνο μόριο στο μείγμα.

Ευαισθησία

Επίσης, η ευαισθησία είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ του Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς. Η αλληλουχία Sanger είναι μια λιγότερο ευαίσθητη μέθοδος με όριο ανίχνευσης περίπου 15-20%, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι μια εξαιρετικά ευαίσθητη μέθοδος με όριο ανίχνευσης μικρότερο από 1%.

Κόστος ανά χαμηλό αριθμό δειγμάτων

Εξάλλου, η αλληλουχία Sanger είναι γρήγορη και οικονομικά αποδοτική έως και 20 δείγματα, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι χρονοβόρα και λιγότερο αποδοτική έως και 20 δείγματα.

Κόστος ανά υψηλότερο αριθμό δειγμάτων

Η αλληλουχία Sanger είναι λιγότερο αποδοτική για μεγαλύτερο αριθμό δειγμάτων, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι οικονομικά αποδοτική για μεγαλύτερο αριθμό δειγμάτων.

Αλληλουχία κλινικής έρευνας

Μια άλλη διαφορά μεταξύ του Sanger και της αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι ότι η αλληλουχία Sanger είναι το «χρυσό πρότυπο» για την αλληλουχία κλινικής έρευνας, ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς γίνεται κοινή στα κλινικά εργαστήρια .

Εφαρμογές

Επιπλέον, η αλληλουχία Sanger είναι σημαντική για ανάλυση θραυσμάτων, μικροβιακή ταυτοποίηση, ανάλυση STR, επιβεβαίωση NGS, κ.λπ., ενώ η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι σημαντική για την αλληλουχία του γονιδιώματος, συμπεριλαμβανομένων των παθογόνων μικροβιακών γονιδιώματα, ανάλυση μεταγραφών, ανίχνευση μεταλλάξεων κ.λπ.

Συμπέρασμα

Η αλληλούχιση Sanger είναι η μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας πρώτης γενιάς, η οποία περιλαμβάνει την ενίσχυση ενός θραύσματος DNA στόχου με επισημασμένα με φθορισμό διδεοξυνουκλεοτίδια και ανάλυση μέσω τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. Γενικά, αυτή η μέθοδος είναι γρήγορη και οικονομικά αποδοτική για μικρό αριθμό δειγμάτων. Καθώς είναι αναλογική μέθοδος, έχει μικρότερη ευαισθησία. Από την άλλη πλευρά, η αλληλουχία επόμενης γενιάς είναι η μέθοδος αλληλούχισης δεύτερης γενιάς με παρόμοια τεχνολογία με την αλληλουχία Sanger. Είναι μια μαζικά παράλληλη μέθοδος αλληλουχίας που επεξεργάζεται εκατομμύρια δείγματα ταυτόχρονα. Επιπλέον, το κύριο χαρακτηριστικό της αλληλουχίας επόμενης γενιάς είναι το βάθος αλληλουχίας της, το οποίο επιτρέπει την ανίχνευση παραλλαγών. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας Sanger και της επόμενης γενιάς είναι ο αριθμός των δειγμάτων επεξεργασίας και το βάθος της αλληλουχίας.