Perbezaan Utama - Urutan NGS vs Sanger
Penjujukan Generasi Seterusnya (NGS) dan Pengurutan Sanger adalah dua jenis teknik penjujukan nukleotida yang dikembangkan sepanjang masa. Kaedah Sanger Sequencing telah digunakan secara meluas selama bertahun-tahun dan NGS menggantikannya baru-baru ini kerana kelebihannya. Perbezaan utama antara NGS dan Sanger Sequencing adalah bahawa NGS berfungsi berdasarkan prinsip penjujukan berjuta-juta urutan secara serentak dengan cara yang cepat melalui sistem penjujukan sementara Pengurutan Sanger berfungsi pada prinsip penamatan rantai kerana penggabungan selektif dari dideoxynucleotides oleh enzim DNA polimerase semasa replikasi DNA dan pemisahan fragmen yang dihasilkan oleh elektroforesis kapilari.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Urutan Nukleotida
3. Apa itu NGS
4. Apa itu Pengurutan Sanger
5. Perbandingan Berdampingan - NGS vs Pengurutan Sanger
6. Ringkasan
Apakah Penjujukan Nukleotida?
Maklumat genetik disimpan dalam urutan nukleotida DNA atau RNA organisma. Proses menentukan susunan nukleotida yang betul (menggunakan empat asas) dalam serpihan tertentu (dalam gen, gugus gen, kromosom, dan genom lengkap) dikenali sebagai penjujukan nukleotida. Ini sangat penting dalam kajian genomik, kajian forensik, virologi, sistematik biologi, diagnosis perubatan, bioteknologi dan dalam banyak bidang lain untuk menganalisis struktur dan fungsi gen. Terdapat pelbagai jenis kaedah penjujukan yang dikembangkan oleh saintis. Antaranya, penjujukan Sanger yang dikembangkan oleh Frederick Sanger pada tahun 1977 digunakan secara meluas dan dipopularkan untuk jangka masa yang panjang sehingga Penjujukan Generasi Seterusnya menggantikannya.
Apa itu NGS?
Penjujukan Generasi Seterusnya (NGS) adalah istilah yang digunakan untuk merujuk kepada proses penjujukan proses throughput tinggi moden. Ini menerangkan sejumlah teknologi penjujukan moden yang berbeza yang merevolusikan kajian genom dan Biologi Molekul. Teknik-teknik tersebut adalah penjujukan penjujukan Illumina, penjujukan Roche 454, penjujukan Ion Proton dan penjujukan SOLiD (Urutan oleh Pengesanan Ligasi Oligo). Sistem NGS lebih cepat dan lebih murah. Empat kaedah penjujukan DNA utama digunakan dalam sistem NGS iaitu; pyrosequencing, penjujukan dengan sintesis, penjujukan dengan ligasi dan penjujukan semikonduktor ion. Sebilangan besar helai DNA atau RNA (berjuta-juta) dapat disusun secara selari. Ia membolehkan penjujukan keseluruhan genom organisma dalam jangka masa yang singkat, tidak seperti penjujukan Sanger yang memerlukan lebih banyak masa.
NGS mempunyai banyak kelebihan berbanding kaedah penjujukan penjujukan konvensional. Ini adalah proses berkelajuan tinggi, lebih tepat dan menjimatkan kos yang dapat dilakukan dengan ukuran sampel yang kecil. NGS dapat digunakan dalam kajian metagenomik, dalam mengesan variasi dalam genom individu kerana penyisipan dan penghapusan dll dan dalam analisis ekspresi gen.
Gambar_1: Perkembangan dalam Urutan NGS
Apakah Penjujukan Sanger?
Sanger Sequencing adalah kaedah penjujukan yang dikembangkan oleh Frederick Sanger dan rakan-rakannya pada tahun 1977 untuk menentukan susunan nukleotida tepat bagi serpihan DNA yang diberikan. Ia juga dikenali sebagai penjujukan penghentian rangkaian atau penjujukan Dideoxy. Prinsip kerja kaedah ini adalah penamatan sintesis helai dengan penggabungan selektif dari rantai penghentian dideoxynucleotides (ddNTPs) seperti ddGTP, ddCTP, ddATP dan ddTTP oleh DNA polymerase semasa replikasi DNA. Nukleotida normal mempunyai kumpulan 3 'OH untuk pembentukan ikatan fosfodiester antara nukleotida bersebelahan untuk meneruskan pembentukan helai. Walau bagaimanapun, ddNTP kekurangan kumpulan 3 'OH ini dan tidak dapat membentuk ikatan fosfodiester antara nukleotida. Oleh itu, pemanjangan rantai dihentikan.
Dalam kaedah ini, DNA untai tunggal yang akan dijujukan berfungsi sebagai helai templat untuk sintesis DNA in vitro. Keperluan lain adalah primer oligonukleotida, prekursor deoksinukleotida dan enzim polimerase DNA. Apabila hujung serpihan sasaran diketahui, primer dapat dirancang dengan mudah untuk replikasi DNA. Empat reaksi sintesis DNA yang berasingan dilakukan dalam empat tiub berasingan. Setiap tiub mempunyai ddNTP yang terpisah, bersama dengan keperluan lain. Dari nukleotida tertentu, campuran dNTP dan ddNTP ditambahkan. Begitu juga, empat reaksi berasingan dilakukan dalam empat tiub dengan empat campuran. Selepas tindak balas, pengesanan serpihan DNA dan penukaran corak fragmen menjadi maklumat urutan dilakukan. Fragmen DNA yang dihasilkan dilancarkan haba dan dipisahkan oleh elektroforesis gel. Sekiranya nukleotida radioaktif digunakan, corak pita dalam gel poliakrilamida dapat dilihat secara autoradiografi. Apabila kaedah ini menggunakan dideoxynucleotides yang ditandai dengan pendarfluor, ia dapat dikurangkan ke bawah gel yang dibaca dan melewati sinar laser untuk dikesan oleh pengesan pendarfluor. Untuk mengelakkan kesilapan yang mungkin timbul ketika urutan dibaca oleh mata dan memasukkan secara manual ke dalam komputer, kaedah ini dikembangkan menjadi penggunaan penjujukan automatik yang digabungkan dengan komputer. Untuk mengelakkan kesilapan yang mungkin timbul ketika urutan dibaca oleh mata dan memasukkan secara manual ke dalam komputer, kaedah ini dikembangkan menjadi penggunaan penjujukan automatik yang digabungkan dengan komputer. Untuk mengelakkan kesilapan yang mungkin timbul ketika urutan dibaca oleh mata dan memasukkan secara manual ke dalam komputer, kaedah ini dikembangkan menjadi penggunaan penjujukan automatik yang digabungkan dengan komputer.
Ini adalah kaedah yang digunakan untuk mengurutkan DNA dari projek Genom Manusia. Kaedah ini masih digunakan dengan modifikasi lanjutan kerana memberikan maklumat urutan yang tepat walaupun merupakan proses yang mahal dan lambat.
Rajah_2: Urutan Pengatur
Apakah perbezaan antara NGS dan Sanger Sequencing?
Artikel Diff Tengah sebelum Jadual
Penjujukan NGS vs Sanger |
|
| Penjujukan Generasi Seterusnya (NGS) merujuk kepada proses penjujukan proses throughput tinggi moden. Ia menerangkan sejumlah teknologi penjujukan moden yang berbeza | Sanger Sequencing adalah kaedah penjujukan yang dikembangkan oleh Frederick Sanger untuk menentukan susunan nukleotida tepat bagi serpihan DNA yang diberikan. |
| Keberkesanan kos | |
| NGS adalah proses yang lebih murah kerana mengurangkan masa, tenaga manusia dan bahan kimia. | Ini adalah proses yang mahal kerana memerlukan masa, tenaga manusia dan lebih banyak bahan kimia. |
| Kepantasan | |
| Ini lebih cepat kerana pengesanan kimia dan pengesanan isyarat banyak helai berlaku secara selari. | Ini memakan masa kerana pengesanan kimia dan pengesanan isyarat berlaku sebagai dua proses yang berasingan dan hanya pada helai dapat membaca pada satu masa. |
| Kebolehpercayaan | |
| NGS boleh dipercayai. | Penjujukan Sanger kurang dipercayai |
| Saiz sampel | |
| NGS memerlukan jumlah DNA yang lebih sedikit. | Kaedah ini memerlukan sejumlah besar DNA templat. |
| Pangkalan DNA bagi Fragmen Berurutan | |
| Bilangan pangkalan DNA setiap serpihan yang diuraikan lebih rendah daripada kaedah Sanger | Menjana urutan lebih panjang daripada urutan NGS. |
Ringkasan - Urutan NGS vs Sanger
NGS dan Sanger Sequencing adalah teknik penjujukan nukleotida yang banyak digunakan dalam Biologi Molekul. Pengurutan Sanger adalah kaedah penjujukan awal yang digantikan oleh NGS. Perbezaan utama antara NGS dan Sanger Sequencing adalah bahawa NGS adalah proses berkelajuan tinggi, lebih tepat dan menjimatkan kos daripada penjujukan Sanger. Kedua-dua teknik ini mencipta wabak utama dalam Genetik dan Bioteknologi.
