Differenza tra Maxam Gilbert e Sanger Sequencing

Differenza chiave: Maxam Gilbert vs Sanger Sequencing
 

I nucleotidi sono le unità strutturali di base e gli elementi costitutivi del DNA. La molecola del DNA è composta da una catena polinucleotidica. Ci sono quattro diversi nucleotidi trovati nel DNA. Questi nucleotidi sono composti da quattro basi azotate diverse denominate A (adenina), G (guanina), C (citosina), T (timina). L'ordine dei nucleotidi nella molecola del DNA ha una grande importanza in quanto codifica un'importante informazione genetica per la crescita e lo sviluppo degli organismi. Il sequenziamento del DNA si riferisce al processo che determina la precisa sequenza nucleotidica del DNA. Esistono diversi metodi di sequenziamento del DNA. Sequenziamento di Maxam Gilbert e sequenziamento del DNA di Sanger sono due metodi di sequenziamento del DNA che appartengono al sequenziamento di prima generazione. La procedura di sequenziamento di Maxam Gilbert determina la sequenza di base clivando chimicamente i frammenti di DNA marcati all'estremità 5 'in ciascuno dei quattro nucleotidi e elettroforesi su gel. La procedura di sequenziamento di Sanger determina la sequenza nucleotidica sintetizzando DNA a filamento singolo usando DNA polimerasi e dideossinucleotidi e elettroforesi su gel. Questa è la differenza chiave tra Maxam Gilbert e Sanger Sequencing.

CONTENUTO
1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è Maxam Gilbert
3. Cos'è il sequenziamento di Sanger
4. Confronto fianco a fianco - Maxam Gilbert vs Sanger Sequencing
5. Sommario

Che cos'è Maxam Gilbert Sequencing?

Sequenziamento di Maxam Gilbert, noto anche come metodo di sequenziamento chimico, è una tecnica che è stata sviluppata per determinare l'ordine dei nucleotidi nel DNA. Questo metodo fu introdotto da Walter Gilbert e Alan Maxam nel 1976 e divenne popolare poiché può essere eseguito direttamente con DNA purificato. Il metodo di Maxam Gilbert appartiene alla prima generazione di sequenziamento del DNA ed è stato il primo metodo di sequenziamento ampiamente utilizzato dagli scienziati.

Il principio di base di questo metodo è la restrizione dei frammenti di DNA marcati all'estremità su basi specifiche da sostanze chimiche specifiche della base e condizioni e separazione dei frammenti marcati mediante elettroforesi come mostrato nella figura 01. I frammenti sono separati in base alle loro dimensioni sul gel. Poiché i frammenti sono etichettati, la sequenza della molecola di DNA può essere facilmente dedotta.

Il metodo Maxam gilbert utilizza sostanze chimiche specifiche di base per rompere il DNA su basi specifiche. Due sostanze chimiche comuni denominate dimetil solfato e sostanze chimiche idrazine sono utilizzate per attaccare selettivamente purine e pirimidine, rispettivamente.

Il metodo di sequenziamento Maxam Gilbert viene eseguito tramite diversi passaggi come segue.

1. Purificazione della sequenza del DNA usando endonucleasi di restrizione
2. Etichettatura delle estremità dei frammenti di DNA aggiungendo fosfati radioattivi
3. Purificazione dei frammenti marcati da frammenti non marcati mediante elettroforesi su gel
4. Separazione del DNA marcato in quattro provette e trattamento con sostanze chimiche specifiche di base separatamente
5. Elettroforesi del contenuto di ogni provetta su linee separate su una separazione di gel e frammenti in base alla loro lunghezza.
6. Rilevazione dei frammenti mediante autoradiografo.

Figura 01: Sequenza di Maxam Gilbert

Cos'è il sequenziamento di Sanger?

Sanger Sequencing è un metodo di sequenziamento sviluppato da Frederick Sanger e dai suoi colleghi nel 1977 per determinare la sequenza di base di un dato frammento di DNA. È anche conosciuto come sequenziamento della terminazione di catena o Metodo di sequenziamento Dideoxy. Questo metodo funziona sul principio dell'incorporazione selettiva di dideoxinucleotidi terminali di catena (ddNTP) come ddGTP, ddCTP, ddATP e ddTTP mediante DNA polimerasi durante la sintesi del DNA a singolo filamento per terminare la formazione di filamenti. I deossinucleotidi mancano di 3 'gruppi OH per la formazione di legami fosfodiestere con nucleotide adiacente. Quindi, la formazione del filamento si arresta una volta che un ddNTP è incorporato nel filamento di nuova formazione durante il sequenziamento di pericolo.

In questo metodo, quattro distinte reazioni di sintesi del DNA (PCR) vengono eseguite in quattro provette separate con un tipo di ddNTP. Sono inoltre forniti altri requisiti per le provette per PCR inclusi primer, dNTP, Taq polimerasi, condizioni specifiche, ecc. Quattro reazioni separate vengono eseguite in quattro provette con quattro miscele. Dopo le reazioni di PCR, i frammenti di DNA risultanti vengono denaturati a caldo e separati mediante elettroforesi su gel. Quindi i frammenti vengono visualizzati usando un primer (doppiato o radioattivo) con etichetta (radioattivo o fluorescente) come mostrato nella figura 02.

Figura 02: Sequenziamento di Sanger

Qual è la differenza tra Maxam Gilbert e Sanger Sequencing?

Maxam Gilbert vs Sanger Sequencing
Il sequenziamento di Maxam Gilbert è la prima tecnica sviluppata per il sequenziamento del DNA.	Il metodo di sequenziamento di Sanger è stato introdotto dopo il metodo di sequenziamento di Maxam Gilbert.
uso
Questo metodo è usato raramente.	Il sequenziamento di Sanger viene utilizzato di routine per il sequenziamento.
Uso di prodotti chimici pericolosi
Usa sostanze chimiche pericolose.	L'uso di sostanze chimiche pericolose è limitato rispetto al metodo di Maxam Gilbert.
Etichettatura per il rilevamento
Questo metodo utilizza P radioattivo32 per etichettare le estremità dei frammenti di DNA.	Il sequenziamento di Sanger utilizza ddNTPs radioattivi o fluorescenti.

Riepilogo: Maxam Gilbert vs Sanger Sequencing

Il sequenziamento di Maxam Gilbert e Sanger sono due tipi di tecniche di sequenziamento del DNA che rientrano nel sequenziamento del DNA di prima generazione. Il sequenziamento di Maxam Gilbert è il primo metodo introdotto per il sequenziamento del DNA nel 1976 e viene eseguito rompendo i frammenti di DNA marcati alla fine da sostanze chimiche specifiche della base. Quindi, è noto come sequenziamento chimico. Il metodo di sequenziamento di Sanger è stato introdotto nel 1977 e si basa sulle reazioni di terminazione a catena guidate da ddNTP. Metodo di sequenziamento Sanger popolare rispetto al metodo di Maxam Gilbert a causa di diversi svantaggi del metodo di Maxam Gilbert come il consumo eccessivo di tempo, l'uso di sostanze chimiche pericolose, ecc. Questa è la differenza tra Maxam Gilbert e Sanger Sequencing.

Riferimenti:
1. Maxam, A. M e Walter Gilbert. "Un nuovo metodo per sequenziare il DNA." Atti della National Academy of Sciences. National Acad Sciences, 9 dic. 1976. Web. 30 marzo 2017
2.Heather, James M. e Benjamin Chain. "La sequenza di sequencer: la storia del sequenziamento del DNA." Genomica. Academic Press, gennaio 2016. Web. 30 marzo 2017
3.Pareek, Chandra Shekhar, Rafal Smoczynski e Andrzej Tretyn. "Tecnologie di sequenziamento e sequenziamento del genoma." Journal of Applied Genetics. Springer-Verlag, novembre 2011. Web. 30 marzo 2017

Cortesia dell'immagine:
1. "Maxam gilbert sequencing" di diverse volte su Wikipedia in inglese (CC BY 3.0) attraverso Commons Wikimedia
2. "Sanger-sequencing" di Estevezj - Opera propria (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia