Differenza tra microarray e sequenziamento di prossima generazione
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Differenza chiave - Microarray vs Sequenza di prossima generazione
I processi di sequenziamento del DNA sono ampiamente usati nei campi della biotecnologia, della virologia, della diagnosi medica e delle scienze forensi. È un processo che determina l'ordine esatto dei nucleotidi, l'adenina, la guanina, la timina e la citosina presenti all'interno di una molecola di DNA. Le procedure di sequenziamento del DNA sono diventate un acceleratore per scoperte miracolose nella ricerca medica e biologica. Questi metodi di sequenziamento si sono evoluti fino al sequenziamento di un genoma completo di singoli organismi, compresi gli esseri umani e altre specie viventi. Microarrays e Next Generation Sequencing sono procedure di sequenziamento del DNA moderne. La tecnica dei microarray è specificamente basata sull'ibridizzazione che contiene una serie di obiettivi noti. Il sequenziamento di nuova generazione si basa sulla sintesi (che utilizza DNA polimerasi per incorporare nucleotidi) e ha la capacità di sequenziare l'intero genoma indipendentemente dai bersagli precedentemente selezionati. Questa è la differenza chiave tra Microarray e Next Generation Sequencing.
CONTENUTO
1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è Microarray
3. Cos'è il sequenziamento Next Generation
4. Somiglianze tra microarray e sequenziamento di prossima generazione
5. Confronto affiancato - Microarray vs Sequenza di prossima generazione in forma tabulare
6. Sommario
Cos'è Microarray?
Il DNA microarray viene utilizzato come strumento di laboratorio per identificare contemporaneamente migliaia di diverse espressioni geniche. È una superficie solida, cioè un vetrino da microscopio, che contiene una raccolta di macchie di DNA microscopiche stampate su di esso. Ogni punto stampato contiene una sequenza genetica nota o un gene. Queste sonde note stampate sul vetrino fungono da sonde per rilevare l'espressione genica. Questo è noto come trascrittoma. L'ibridazione tra due filamenti di DNA è il principio su cui si basano i microarray. È l'accoppiamento di base complementare delle sequenze di acido nucleico con la formazione di legami a idrogeno.
Figura 01: Microarray
Inizialmente, le molecole di mRNA sono raccolte dal campione sperimentale e dal campione di riferimento ottenuto da un individuo sano. Campioni sperimentali sono ottenuti da individui malati; per esempio, un individuo che soffre di cancro. Una volta ottenuti, entrambi i campioni di mRNA vengono convertiti in cDNA (DNA complementare). Successivamente, ogni campione viene etichettato usando una sonda fluorescente. Le sonde fluorescenti sono di diversi colori per distinguere il cDNA del campione dal cDNA di riferimento. Per iniziare il legame delle molecole di cDNA alla diapositiva di microarray, i due campioni vengono mescolati insieme. L'ibridazione è il processo mediante il quale le molecole di cDNA vengono attaccate alle sonde del DNA sulla diapositiva di microarray. Una volta completata l'ibridazione, si verificano una serie di reazioni per identificare e misurare l'espressione di ciascun gene con l'aspetto di diversi colori in base alla quantità di gene espresso. I risultati di microarray sono utilizzati nella creazione di un profilo di espressione genica che può essere utilizzato per identificare diverse condizioni di malattia.
Cos'è il sequenziamento Next Generation?
Next Generation Sequencing (NGS) è un metodo avanzato di sequenziamento genetico. Il suo principio è simile a quello di Sanger Sequencing, che dipende dall'elettroforesi capillare. In NGS, il filamento genomico è frammentato e legato a un filo modello. Le basi di ciascun filo sono identificate dai segnali emessi durante il processo di legatura. Nel metodo di sequenziamento Sanger sono coinvolti tre passaggi separati, sequenziamento, separazione e rilevamento. A causa di questi passaggi separati, l'automazione della preparazione del campione è limitata nel throughput. In NGS, la tecnica è sviluppata utilizzando sequenziamento basato su array con la combinazione delle fasi della procedura di sequenziamento di Sanger che può causare parallelamente lo svolgimento parallelo di milioni di serie di reazioni; questo si traduce in alta velocità e produttività a basso costo.
Figura 02: sviluppi in NGS
NGS è composto da tre passaggi; preparazione della biblioteca (creazione di librerie con l'uso di frammentazione casuale del DNA), amplificazione (amplificazione della libreria mediante amplificazione clonale e PCR) e sequenziamento. I processi di sequenziamento del genoma che vengono eseguiti per durate estremamente lunghe utilizzando la procedura di sequenziamento di Sanger potrebbero essere completati nel giro di poche ore usando NGS.
Qual è la somiglianza tra microarray e sequenziamento di prossima generazione?
- Sia Microarray che Next Generation Sequencing sono sviluppati utilizzando sequenziamento basato su array.
Qual è la differenza tra microarray e sequenziamento di prossima generazione?
Microarray vs Sequenza di prossima generazione | |
| Microarray è una raccolta di punti di DNA microscopici attaccati a una superficie solida, che viene utilizzata per misurare simultaneamente i livelli di espressione di un gran numero di geni. | NGS (Next-Generation Sequencing) è una tecnologia di sequenziamento del DNA ad alto rendimento non basata su Sanger che consente di sequenziare in parallelo milioni o miliardi di filamenti di DNA in parallelo. |
| Interazioni con l'antigene | |
| Microarray si basa sull'ibridazione composta da una serie di obiettivi noti. | NGS è basato sulla sintesi che utilizza DNA polimerasi per incorporare nucleotidi ed è indipendente da bersagli precedentemente selezionati. |
Riepilogo: microarray vs sequenziamento di prossima generazione
Nel contesto della ricerca, il sequenziamento del DNA è diventato un importante accelerante. È ampiamente usato nelle biotecnologie, nella diagnosi medica e negli studi forensi. Si è evoluto e sviluppato in procedure di sequenziamento più efficienti e rapide. Microarrays e NGS sono due tecniche avanzate di sequenziamento del DNA presenti. Entrambi sono sviluppati utilizzando il sequenziamento basato su array. La tecnica dei microarray si basa sull'ibridazione mentre NGS si basa sulla sintesi, che utilizza la DNA polimerasi per incorporare i nucleotidi. Questa è la principale differenza tra Microarray e Next Generation Sequencing.
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Riferimenti:
1. Behjati, Sam e Patrick S Tarpey. "Qual è il sequenziamento della prossima generazione?" Archives of Disease in Childhood. Edizione di educazione e pratica, BMJ Publishing Group, dicembre 2013, Disponibile qui. Accesso effettuato il 23 agosto 2017
2. Bumgarner, Roger. "Panoramica dei microarrays del DNA." Protocolli attuali in Biologia molecolare, John Wiley and Sons Inc., 9 febbraio 2016, Disponibile qui. Accesso effettuato il 23 agosto 2017.
3. "DNA Microarray Technology." National Human Genome Research Institute (NHGRI), Disponibile qui. Accesso effettuato il 23 agosto 2017.
Cortesia dell'immagine:
1. "DNA microarray" di Guillaume Paumier (utente: guillom) - Opera propria (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
2. "Sviluppi nel sequenziamento di prossima generazione"Di Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) attraverso Commons Wikimedia
