Sự khác biệt giữa Microarray và trình tự thế hệ tiếp theo

Sự khác biệt chính - Microarray vs Trình tự thế hệ tiếp theo
 

Các quy trình giải trình tự DNA được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ sinh học, virus học, chẩn đoán y khoa và khoa học pháp y. Đây là một quá trình xác định thứ tự chính xác của các nucleotide, adenine, guanine, thymine và cytosine có trong phân tử DNA. Các thủ tục giải trình tự DNA đã trở thành một gia tốc cho những khám phá kỳ diệu trong nghiên cứu y học và sinh học. Những phương pháp giải trình tự này đã phát triển để giải trình tự bộ gen hoàn chỉnh của từng sinh vật bao gồm cả con người và các loài sinh vật khác. Microarrays và giải trình tự thế hệ tiếp theo là các quy trình giải trình tự DNA hiện đại. Kỹ thuật microarray đặc biệt dựa trên sự lai tạo có chứa một tập hợp các mục tiêu đã biết. Giải trình tự thế hệ tiếp theo dựa trên sự tổng hợp (sử dụng DNA polymerase để kết hợp các nucleotide) và có khả năng giải trình tự toàn bộ bộ gen độc lập với các mục tiêu đã chọn trước đó. Đây là điểm khác biệt chính giữa Microarray và Trình tự thế hệ tiếp theo.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Microarray là gì 
3. Trình tự thế hệ tiếp theo là gì
4. Điểm tương đồng giữa Microarray và Trình tự thế hệ tiếp theo
5. So sánh cạnh nhau - Microarray vs Trình tự thế hệ tiếp theo ở dạng bảng
6. Tóm tắt

Microarray là gì?

DNA microarray được sử dụng như một công cụ phòng thí nghiệm để xác định hàng ngàn biểu hiện gen khác nhau cùng một lúc. Đó là một bề mặt rắn, tức là, kính hiển vi, có chứa một tập hợp các đốm DNA siêu nhỏ được in trên đó. Mỗi điểm in chứa một chuỗi gen đã biết hoặc một gen. Các đầu dò đã biết được in trên slide đóng vai trò là các đầu dò để phát hiện biểu hiện gen. Điều này được gọi là một bảng điểm. Lai giữa hai chuỗi DNA là các vi mô nguyên tắc chính được dựa trên. Đây là sự kết hợp bazơ bổ sung của các chuỗi axit nucleic với sự hình thành các liên kết hydro.

Hình 01: Microarray

Ban đầu, các phân tử mRNA được thu thập từ mẫu thí nghiệm và mẫu tham chiếu thu được từ một cá thể khỏe mạnh. Mẫu thí nghiệm được lấy từ các cá nhân bị bệnh; ví dụ, một cá nhân bị ung thư. Sau khi thu được, cả hai mẫu mRNA đều được chuyển đổi thành cDNA (DNA bổ sung). Tiếp theo, mỗi mẫu được dán nhãn bằng đầu dò huỳnh quang. Các đầu dò huỳnh quang có màu khác nhau để phân biệt cDNA mẫu với cDNA tham chiếu. Để bắt đầu liên kết các phân tử cDNA với slide microarray, hai mẫu được trộn với nhau. Lai tạo là quá trình các phân tử cDNA được gắn vào các đầu dò DNA trên slide microarray. Sau khi lai tạo, một loạt các phản ứng diễn ra để xác định và đo lường sự biểu hiện của từng gen với sự xuất hiện của các màu khác nhau tùy theo số lượng gen được biểu hiện. Các kết quả từ microarray được sử dụng trong việc tạo ra một hồ sơ biểu hiện gen có thể được sử dụng để xác định các tình trạng bệnh khác nhau.

Trình tự thế hệ tiếp theo là gì?

Giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS) là một phương pháp tiên tiến của trình tự gen. Nguyên lý của nó tương tự như Sanger Sequences, phụ thuộc vào điện di mao quản. Trong NGS, chuỗi genom bị phân mảnh và ligated thành một chuỗi mẫu. Các cơ sở của mỗi sợi được xác định bởi các tín hiệu phát ra trong quá trình thắt của nó. Trong phương pháp giải trình tự Sanger, ba bước riêng biệt, giải trình tự, phân tách và phát hiện có liên quan. Do các bước riêng biệt này, tự động hóa việc chuẩn bị mẫu bị hạn chế về thông lượng. Trong NGS, kỹ thuật này được phát triển bằng cách sử dụng trình tự dựa trên mảng với sự kết hợp các bước của quy trình giải trình tự Sanger có thể khiến hàng triệu chuỗi phản ứng được tiến hành song song cùng một lúc; điều này dẫn đến tốc độ cao và thông lượng với chi phí thấp.

Hình 02: Sự phát triển trong NGS

NGS bao gồm ba bước; chuẩn bị thư viện (tạo thư viện với việc sử dụng phân mảnh ngẫu nhiên DNA), khuếch đại (khuếch đại thư viện bằng cách sử dụng khuếch đại vô tính và PCR) và giải trình tự. Các quy trình giải trình tự bộ gen được thực hiện trong thời gian rất dài sử dụng quy trình giải trình tự Sanger có thể được hoàn thành trong vài giờ bằng cách sử dụng NGS.

Điểm tương đồng giữa Microarray và trình tự thế hệ tiếp theo là gì?

• Cả Microarray và Trình tự thế hệ tiếp theo đều được phát triển bằng cách sử dụng trình tự dựa trên mảng.

Sự khác biệt giữa Microarray và Trình tự thế hệ tiếp theo là gì?

Microarray vs Trình tự thế hệ tiếp theo
Microarray là tập hợp các điểm DNA siêu nhỏ gắn trên bề mặt rắn, được sử dụng để đo mức độ biểu hiện của số lượng lớn gen đồng thời.	NGS (giải trình tự thế hệ tiếp theo) là công nghệ giải trình tự DNA thông lượng cao không dựa trên Sanger, tạo điều kiện cho hàng triệu hoặc hàng tỷ chuỗi DNA được giải trình tự song song.
Tương tác với Kháng nguyên
Microarray dựa trên sự lai tạo bao gồm một tập hợp các mục tiêu đã biết.	NGS dựa trên sự tổng hợp sử dụng DNA polymerase để kết hợp các nucleotide và độc lập với các mục tiêu đã chọn trước đó.

Tóm tắt - Microarray vs Trình tự thế hệ tiếp theo

Trong bối cảnh nghiên cứu, trình tự DNA đã trở thành một gia tốc quan trọng. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sinh học, chẩn đoán y khoa và nghiên cứu pháp y. Nó đã phát triển và phát triển thành các thủ tục giải trình tự nhanh chóng và hiệu quả hơn. Microarrays và NGS là hai kỹ thuật giải trình tự DNA tiên tiến hiện nay. Cả hai đều được phát triển bằng cách sử dụng trình tự dựa trên mảng. Kỹ thuật microarray dựa vào lai tạo trong khi NGS dựa trên sự tổng hợp, sử dụng DNA polymerase để kết hợp các nucleotide. Đây là điểm khác biệt chính giữa Microarray và Trình tự thế hệ tiếp theo.

Tải xuống phiên bản PDF của Microarray vs Trình tự thế hệ tiếp theo

Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa Microarray và Trình tự thế hệ tiếp theo

Người giới thiệu:

1.Behjati, Sam và Patrick S Tarpey. Cung cấp thế hệ tiếp theo là gì? Lưu trữ bệnh tật trong thời thơ ấu. Phiên bản Giáo dục và Thực hành, Nhóm xuất bản BMJ, tháng 12 năm 2013, Có sẵn tại đây. Truy cập ngày 23 tháng 8 năm 2017
2.Bgargarner, Roger. Tổng quan về các microarrays dna. Các giao thức hiện tại trong Sinh học phân tử, John Wiley và Sons Inc., ngày 9 tháng 2 năm 2016, Có sẵn tại đây. Truy cập ngày 23 tháng 8 năm 2017.
3. Công nghệ Microarray DNA. Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia (NHGRI), có sẵn tại đây. Truy cập ngày 23 tháng 8 năm 2017.

Hình ảnh lịch sự:

1. microarray DNA của Guillaume Paumier (người dùng: guillom) - Công việc riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Phát triển trong thế hệ tiếp theo sắp xếp thế giới tiếp theo, By By Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia