Unterschied Zwischen Microarray- Und Next-Generation-Sequenzierung

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Hauptunterschied - Microarray vs. Next Generation Sequencing

DNA-Sequenzierungsverfahren werden häufig in den Bereichen Biotechnologie, Virologie, medizinische Diagnose und Forensik eingesetzt. Es ist ein Prozess, der die genaue Reihenfolge der in einem DNA-Molekül vorhandenen Nukleotide Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin bestimmt. DNA-Sequenzierungsverfahren sind zu einem Beschleuniger für wundersame Entdeckungen in der medizinischen und biologischen Forschung geworden. Diese Sequenzierungsmethoden haben sich zur Sequenzierung eines vollständigen Genoms einzelner Organismen entwickelt, einschließlich Menschen und anderer lebender Spezies. Microarrays und Next Generation Sequencing sind moderne DNA-Sequenzierungsverfahren. Die Microarray-Technik basiert speziell auf einer Hybridisierung, die eine Reihe bekannter Ziele enthält. Die Sequenzierung der nächsten Generation basiert auf der Synthese (bei der DNA-Polymerase zum Einbau von Nukleotiden verwendet wird) und kann das gesamte Genom unabhängig von zuvor ausgewählten Zielen sequenzieren. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Microarray und Next Generation Sequencing.

INHALT

1. Überblick und Hauptunterschied

2. Was ist Microarray

? 3. Was ist Sequenzierung der nächsten Generation?

4. Ähnlichkeiten zwischen Microarray und Sequenzierung der nächsten Generation.

5. Vergleich nebeneinander - Sequenzierung von Microarray und Sequenzierung der nächsten Generation in tabellarischer Form.

6. Zusammenfassung

Was ist Microarray?

DNA-Microarray wird als Laborwerkzeug verwendet, um Tausende verschiedener Genexpressionen gleichzeitig zu identifizieren. Es ist eine feste Oberfläche, dh ein Objektträger, auf dem eine Sammlung mikroskopisch kleiner DNA-Flecken aufgedruckt ist. Jeder gedruckte Punkt enthält eine bekannte Gensequenz oder ein Gen. Diese bekannten Sonden, die auf dem Objektträger aufgedruckt sind, dienen als Sonden, um die Genexpression nachzuweisen. Dies ist als Transkriptom bekannt. Die Hybridisierung zwischen zwei DNA-Strängen ist das Hauptprinzip, auf dem Microarrays basieren. Es ist die komplementäre Basenpaarung von Nukleinsäuresequenzen unter Bildung von Wasserstoffbrücken.

Abbildung 01: Microarray

Zunächst werden mRNA-Moleküle aus der experimentellen Probe und der Referenzprobe eines gesunden Individuums entnommen. Experimentelle Proben werden von kranken Personen erhalten; Zum Beispiel eine Person, die an Krebs leidet. Einmal erhalten, werden beide mRNA-Proben in cDNA (komplementäre DNA) umgewandelt. Als nächstes wird jede Probe unter Verwendung einer fluoreszierenden Sonde markiert. Die fluoreszierenden Sonden haben unterschiedliche Farben, um die Proben-cDNA von der Referenz-cDNA zu unterscheiden. Um die Bindung der cDNA-Moleküle an den Microarray-Objektträger zu initiieren, werden die beiden Proben miteinander gemischt. Hybridisierung ist der Prozess, bei dem die cDNA-Moleküle an die DNA-Sonden auf dem Microarray-Objektträger gebunden werden. Sobald die Hybridisierung abgeschlossen ist,Es findet eine Reihe von Reaktionen statt, um die Expression jedes Gens zu identifizieren und zu messen, wobei je nach Menge des exprimierten Gens unterschiedliche Farben auftreten. Die Ergebnisse von Microarray werden zur Erstellung eines Genexpressionsprofils verwendet, mit dem verschiedene Krankheitszustände identifiziert werden können.

Was ist Next Generation Sequencing?

Next Generation Sequencing (NGS) ist eine fortschrittliche Methode zur genetischen Sequenzierung. Sein Prinzip ähnelt dem der Sanger-Sequenzierung, die von der Kapillarelektrophorese abhängt. In NGS wird der genomische Strang fragmentiert und an einen Matrizenstrang ligiert. Die Basen jedes Strangs werden durch die emittierten Signale während seines Ligationsprozesses identifiziert. Bei der Sanger-Sequenzierungsmethode sind drei separate Schritte erforderlich: Sequenzierung, Trennung und Erkennung. Aufgrund dieser getrennten Schritte ist die Automatisierung der Probenvorbereitung im Durchsatz begrenzt. In NGS wird die Technik unter Verwendung einer Array-basierten Sequenzierung mit der Kombination der Schritte des Sanger-Sequenzierungsverfahrens entwickelt, die dazu führen können, dass Millionen von Reaktionsreihen gleichzeitig parallel ausgeführt werden. Dies führt zu hoher Geschwindigkeit und hohem Durchsatz bei geringen Kosten.

Abbildung 02: Entwicklungen in NGS

NGS besteht aus drei Schritten; Bibliotheksvorbereitung (Erstellung von Bibliotheken unter Verwendung einer zufälligen Fragmentierung von DNA), Amplifikation (Amplifikation der Bibliothek unter Verwendung von klonaler Amplifikation und PCR) und Sequenzierung. Die Genomsequenzierungsprozesse, die mit dem Sanger-Sequenzierungsverfahren über extrem lange Zeiträume durchgeführt werden, könnten mit NGS in wenigen Stunden abgeschlossen werden.

Was ist die Ähnlichkeit zwischen Microarray und Next Generation Sequencing?

Sowohl Microarray- als auch Next-Generation-Sequenzierung werden mithilfe der Array-basierten Sequenzierung entwickelt

Was ist der Unterschied zwischen Microarray und Next Generation Sequencing?

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Microarray vs Next Generation Sequencing
Microarray ist eine Sammlung mikroskopisch kleiner DNA-Spots, die an einer festen Oberfläche haften und zur gleichzeitigen Messung der Expressionsniveaus einer großen Anzahl von Genen verwendet werden.	NGS (Next-Generation Sequencing) ist eine nicht auf Sanger basierende Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierungstechnologie, mit der Millionen oder Milliarden von DNA-Strängen parallel sequenziert werden können.
Wechselwirkungen mit Antigen
Microarray basiert auf einer Hybridisierung, die aus einer Reihe bekannter Ziele besteht.	NGS basiert auf einer Synthese, bei der DNA-Polymerase zum Einbau von Nukleotiden verwendet wird und die von zuvor ausgewählten Zielen unabhängig ist.

Zusammenfassung - Microarray vs Next Generation Sequencing

Im Rahmen der Forschung ist die DNA-Sequenzierung zu einem wichtigen Beschleuniger geworden. Es ist weit verbreitet in der Biotechnologie, medizinischen Diagnose und forensischen Studien. Es hat sich zu effizienteren und schnelleren Sequenzierungsverfahren entwickelt. Microarrays und NGS sind zwei fortschrittliche DNA-Sequenzierungstechniken. Beide werden mithilfe einer Array-basierten Sequenzierung entwickelt. Die Microarray-Technik beruht auf Hybridisierung, während NGS auf der Synthese basiert, bei der DNA-Polymerase zum Einbau von Nukleotiden verwendet wird. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Microarray und Next Generation Sequencing.

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