Erinevus haavlipüsside ja järgmise põlvkonna järjestuste vahel

võtme erinevus püsside sekveneerimise ja järgmise põlvkonna sekveneerimise vahel on see püstoli sekveneerimine on sekveneerimismeetod, mis jaotab DNA järjestused juhuslikult paljudeks väikesteks fragmentideks ja paneb järjestuse uuesti kokku, jälgides kattuvaid piirkondi, samas kui järgmise järgmise põlvkonna järjestus (NGS) on arenenud geneetilise järjestuse määramise meetod, mis sõltub kapillaarelektroforeesist.

Järjestus on protsess, mis määrab kindlaks geeni nukleotiidide täpse järjekorra, geenide klastri, kromosoomi ja täieliku genoomi. Geenide uuringutes, kohtuekspertiisi uuringutes, viroloogias, bioloogilistes süstemaatilistes uuringutes, meditsiinilises diagnoosimises, biotehnoloogias ja paljudes teistes valdkondades on väga oluline analüüsida geenide struktuuri ja funktsioone ning identifitseerida organisme. Lisaks on saadaval erinevaid järjestamismeetodeid. Haavarelvade järjestus ja järgmise põlvkonna järjestus on nende hulgas kaks täiustatud meetodit.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on haavli püstitamine 
3. Mis on järgmise põlvkonna järjestus?
4. Sarnasused haavlipüsside sekveneerimise ja järgmise põlvkonna sekveneerimise vahel
5. Kõrvuti võrdlus - haavli püstitamine vs järgmise põlvkonna järjestus tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on haavli püstitamine?

Püstoli sekveneerimine on sekveneerimismeetod, mis jagab juhuslikult kogu kromosoomi või kogu genoomi DNA järjestused paljudeks väikesteks fragmentideks ja paneb järjestused arvutite abil uuesti kokku, jälgides kattuvaid järjestusi või piirkondi. Üldiselt on imetajate genoomid struktuurilt keerukad ja suurema suurusega. Seetõttu on neid kloonimisega keeruline järjestada, kuna see on aeganõudev. Laskerelvade sekveneerimine on kiirem meetod. Samuti on odavam teostada. Seetõttu tuginevad tänapäevased teadlased keerukate genoomide lahendamisel laskurrelvade sekveneerimise meetodile.

Joonis 01: haavli püstitamine

Laskerelvade järjestuse määramise protseduur on suhteliselt lihtne. See algab kogu genoomi fragmenteerimisega erineva suurusega, alates 20-kilostest alustest kuni 300-kilosteni. Seejärel tuleks iga fragment sekveneerida, kasutades ahela lõpetamise meetodit. Pärast järjestamist on vaja fragmente kokku panna, vaadates kattuvaid piirkondi keeruka arvutitarkvara abil. Selle meetodi jaoks pole järjestuste tavapärane kaardistamine ja kloonimine vajalik. Lisaks sellele ei kasutata selle meetodi korral geneetilist kaarti. Kuna aga olemasolevaid genoomikaarte ei kasutata, on tõenäolisemad vead montaaži ajal. See on selle meetodi üks peamisi puudusi. Lisaks pakuvad lühemad fragmendid vähem unikaalset teavet iga selle meetodi lugemise kohta. Pealegi ei õnnestu püstoli järjestamisel saada piisavalt andmeid nõutava täpsusastmega konsensusjärjestuse määramiseks.

Vaatamata ülalnimetatud puudustele on haavlipüsside sekveneerimise meetod praegu kõige tõhusam ja kulutõhusam strateegia mikroobsete genoomide, sealhulgas bakterite, viiruste ja pärmi sekveneerimiseks. Sellepärast, et nende genoomides puuduvad korduvad piirkonnad, mida on keeruline järjestada, ja neid genoome on võimalik hõlpsalt vigadeta kromosoomidesse liita.

Mis on järgmise põlvkonna järjestus?

Järgmise põlvkonna järjestus (NGS) on termin, mida kasutatakse tänapäevastele suure jõudlusega järjestusprotsessidele viitamiseks. See kirjeldab mitmeid erinevaid tänapäevaseid järjestustehnoloogiaid, mis pöörasid pöörde genoomiuuringutele ja molekulaarbioloogiale. Need tehnikad hõlmavad Illumina sekveneerimist, Roche 454 sekveneerimist, ioonide prootonite sekveneerimist ja SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection) sekveneerimist. NGS-süsteemid on kiiremad ja odavamad. NGS-süsteemides kasutatakse nelja peamist DNA järjestamismeetodit: pürosekveneerimine, järjestamine sünteesi teel, järjestamine ligeerimise teel ja ioonpooljuhtide järjestamine. NGS võib paralleelselt sekveneerida suure hulga DNA või RNA ahelaid (miljoneid). See võimaldab lühikese aja jooksul sekveneerida kogu organismide genoomi.

Joonis 02: järgmise põlvkonna järjestus

NGS-il on erinevad eelised. See on kiire, täpsem ja kulutõhusam protsess, mida saab läbi viia väikese valimi suurusega. Seega võimaldab see analüüsida kogu sekveneerimise katses kogu inimese genoomi. Lisaks saab NGS-i kasutada metagenoomilistes uuringutes, sisestustest ja deletsioonidest jne tulenevate variatsioonide tuvastamiseks individuaalses genoomis ja geeniekspressioonide analüüsimisel. Veelgi enam, NGS suudab korraga analüüsida terve hulga kudede terveid transkriptoome. Seetõttu on NGS teinud transkriptide analüüsi pöörde.

Millised on sarnasused haavlipüsside ja järgmise põlvkonna järjestuste vahel?

• Haavarelvade sekveneerimine ja järgmise põlvkonna sekveneerimine on kaks genoomi sekveneerimise meetodit.
• Mõlemad meetodid on kiirmeetodid.
• Lisaks on need kulutõhusad meetodid.
• Nad on võimelised järjestama paljusid DNA fragmente paralleelselt.

Mis vahe on haavlipüsside ja järgmise põlvkonna järjestuste vahel?

Haavarelvade sekveneerimine ja järgmise põlvkonna sekveneerimine on kaks täiustatud sekveneerimise tehnikat. Haavarelvade sekveneerimise meetod jagab juhuslikult kogu kromosoomi või kogu genoomi DNA järjestused paljudeks väikesteks fragmentideks ja paneb järjestused arvutite abil uuesti kokku, jälgides kattuvaid järjestusi või piirkondi. Järgmise põlvkonna järjestus (NGS) on seevastu mõiste, mis viitab tänapäevastele suure jõudlusega järjestusprotsessidele. Niisiis, see on peamine erinevus püsside sekveneerimise ja järgmise põlvkonna sekveneerimise vahel. Lisaks on järgmise põlvkonna sekveneerimine tehnika, mis sõltub kapillaarelektroforeesist, laskurrelvade sekveneerimine aga ei sõltu. Seetõttu on see erinevus ka püsside sekveneerimise ja järgmise põlvkonna sekveneerimise vahel. Lisaks sellele on järgmise põlvkonna sekveneerimine võrreldes püsside sekveneerimisega väga tundlik ja väga täpne .

Kokkuvõte - haavlipüsside sekveneerimine vs järgmise põlvkonna sekveneerimine

Haavarelvade sekveneerimine ja järgmise põlvkonna sekveneerimine on kaks genoomi sekveneerimisel kasutatavat sekveneerimismeetodit. Mõlemad meetodid on kiire ja tasuv meetod. NGS töötab miljonite järjestuste sekveneerimise põhimõttel üheaegselt kiiresti järjestussüsteemi kaudu. Seevastu püsside sekveneerimine nõuab genoomide purustamist väikesteks fragmentideks ning sekveneerimist ja uuesti kokkupanekut, kasutades kattuvaid järjestusi. Niisiis, see võtab kokku erinevuse püssisekveneerimise ja järgmise põlvkonna sekveneerimise vahel.

Viide:

1. “Komplekssed genoomid: haavli püstitamine” Loodusuudised, looduskirjastusrühm, saadaval siin.
2. Behjati, Sam ja Patrick S Tarpey. "Mis on järgmise põlvkonna järjestus?" Lastehaiguste arhiiv. Haridus- ja praktikaväljaanne, BMJ kirjastusgrupp, detsember 2013, saadaval siin.

Pilt viisakalt:

1. „Terve genoomi haavlipüsside sekveneerimine versus hierarhiline püstoli sekveneerimine”, autorid Commins, J., Toft, C., Fares, M. A. - „Arvutuslikud bioloogiameetodid ja nende kasutamine putukate endotsellulaarsete sümbiootiliste bakterite võrdlevas genoomikas”. Biol. Protseduurid veebis (2009). Juurdepääs SpringerImages (CC BY-SA 2.5) kaudu Commons Wikimedia kaudu
2. “HiSeq 2000” autor RE73 - Omad tööd (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu