Skillnad mellan Microarray och Next Generation Sequencing

Huvudskillnad - Microarray vs Next Generation Sequencing
 

DNA-sekvenseringsprocesser används allmänt inom bioteknik, virologi, medicinsk diagnos och rättsvetenskap. Det är en process som bestämmer den exakta ordningen av nukleotiderna, adenin, guanin, tymin och cytosin närvarande i en DNA-molekyl. DNA-sekvenseringsprocedurer har blivit en accelerator för mirakulösa upptäckter inom medicinsk och biologisk forskning. Dessa sekvenseringsmetoder har utvecklats upp till sekvensering av ett fullständigt genom av individuella organismer inklusive människor och andra levande arter. Microarrays och Next Generation Sequencing är moderna DNA-sekvenseringsprocedurer. Microarray teknik bygger specifikt på hybridisering som innehåller en uppsättning kända mål. Nästa generationens sekvensering är baserad på syntes (vilken utnyttjar DNA-polymeras för att införliva nukleotider) och har förmågan att sekvensera hela genomet oberoende av tidigare valda mål. Detta är nyckelfaktorn mellan Microarray och Next Generation Sequencing.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är Microarray 
3. Vad är Next Generation Sequencing
4. Likheter mellan Microarray och Next Generation Sequencing
5. Side vid sida-jämförelse - Microarray vs Next Generation Sequencing i tabellform
6. Sammanfattning

Vad är Microarray?

DNA-mikroarray används som ett laboratorieverktyg för att identifiera tusentals olika genuttryck samtidigt. Det är en fast yta, dvs mikroskopglas, som innehåller en samling mikroskopiska DNA-fläckar som skrivs ut på den. Varje tryckt fläck innehåller en känd gensekvens eller en gen. Dessa kända prober som är tryckta på glidbanan tjänar som prober för att detektera genuttryck. Detta är känt som ett transkriptom. Hybridisering mellan två DNA-strängar är den primära principen mikroarrays är baserade på. Det är den komplementära basparningen av nukleinsyrasekvenser med bildandet av vätebindningar.

Figur 01: Microarray

Ursprungligen samlas mRNA-molekyler från försöksprovet och referensprovet erhållet från en frisk individ. Experimentella prover erhålls från sjuka individer; till exempel en individ som lider av cancer. När de erhållits, omvandlas båda mRNA-proverna till cDNA (komplementärt DNA). Därefter märks varje prov med användning av en fluorescerande sond. De fluorescerande sonderna är av olika färger för att särskilja prov-cDNA från referens-cDNA. För att initiera bindningen av cDNA-molekylerna till microarray-gliden blandas de två proven ihop. Hybridisering är den process genom vilken cDNA-molekylerna blir bundna till DNA-proberna på microarray-bilden. När hybridisering är avslutad sker en serie reaktioner för att identifiera och mäta uttrycket av varje gen med utseendet av olika färger i enlighet med mängden av genen som uttrycks. Resultaten från mikroarray används i skapandet av en genuttrycksprofil som kan användas för att identifiera olika sjukdomstillstånd.

Vad är Next Generation Sequencing?

Nästa generationssekvensering (NGS) är en avancerad metod för genetisk sekvensering. Dess princip liknar Sanger Sequencing, vilket beror på kapillärelektrofores. I NGS fragmenteras den genomiska strängen och ligeras till en mallsträng. Baserna av varje sträng identifieras av de utsända signalerna under dess ligeringsprocess. I Sanger-sekvenseringsmetoden är tre separata steg, sekvensering, separation och detektion involverade. På grund av dessa separata steg är automatisering av provberedningen begränsad i genomströmning. I NGS utvecklas tekniken med användning av array-baserad sekvensering med kombinationen av stegen i Sanger-sekvenseringsproceduren som kan orsaka att miljontals reaktionsserier utförs parallellt samtidigt. detta resulterar i hög hastighet och genomströmning till låg kostnad.

Figur 02: Utvecklingar i NGS

NGS består av tre steg; biblioteksberedning (skapande av bibliotek med användning av slumpmässig fragmentering av DNA), amplifiering (amplifiering av biblioteket med användning av klonal amplifiering och PCR) och sekvensering. Genom-sekvenseringsprocesserna som utförs under extremt långa varaktigheter med användning av Sanger-sekvenseringsförfarandet skulle kunna slutföras om några timmar med användning av NGS.

Vad är likheten mellan Microarray och Next Generation Sequencing?

• Både Microarray och Next Generation Sequencing utvecklas med hjälp av array-baserad sekvensering.

Vad är skillnaden mellan Microarray och Next Generation Sequencing?

Microarray vs Next Generation Sequencing
Microarray är en samling mikroskopiska DNA-fläckar kopplade till en fast yta, som används för att mäta expressionsnivåerna hos ett stort antal gener samtidigt.	NGS (Next Generation sequencing) är en icke-Sanger-baserad DNA-sekvenseringsteknik med hög genomströmning som underlättar att miljoner eller miljarder DNA-strängar sekvenseras parallellt.
Interaktioner med antigen
Microarray bygger på hybridisering som består av en uppsättning kända mål.	NGS baseras på syntes som utnyttjar DNA-polymeras för att införliva nukleotider och är oberoende av tidigare utvalda mål.

Sammanfattning - Microarray vs Next Generation Sequencing

I samband med forskning har DNA-sekvensering blivit en viktig accelerator. Det används allmänt inom bioteknik, medicinsk diagnos och rättsmedicinska studier. Det har utvecklats och utvecklats till mer effektiva och snabba sekvenseringsprocedurer. Microarrays och NGS är två avancerade DNA-sekvenseringstekniker närvarande. Båda är utvecklade med hjälp av array-baserad sekvensering. Microarray teknik bygger på hybridisering medan NGS är baserad på syntes, som utnyttjar DNA-polymeras för att införliva nukleotider. Detta är den största skillnaden mellan Microarray och Next Generation Sequencing.

Ladda ner PDF-versionen av Microarray vs Next Generation Sequencing

Du kan hämta PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citationsnotat. Var god ladda ner PDF-version här Skillnaden mellan Microarray och Next Generation Sequencing

referenser:

1.Behjati, Sam och Patrick S Tarpey. "Vad är nästa generationens sekvensering?" Sygdomsarkivet i barndomen. Utbildning och övningsutgåva, BMJ Publishing Group, dec. 2013, Tillgänglig här. Åtkomst 23 aug 2017
2.Bumgarner, Roger. "Översikt av DNA-mikroarrays." Nuvarande protokoll i molekylärbiologi, John Wiley and Sons Inc., 9 februari 2016, Tillgänglig här. Åtkomst 23 aug 2017.
3. "DNA Microarray Technology." National Human Genome Research Institute (NHGRI), Tillgänglig här. Åtkomst 23 aug 2017.

Image Courtesy:

1. "DNA microarray" Av Guillaume Paumier (användare: guillom) - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Utvecklingar i nästa generations sekvensering"Av Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia