Sự khác biệt chính - Microarray vs Trình tự thế hệ tiếp theo
Quy trình giải trình tự DNA được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ sinh học, virus học, chẩn đoán y tế 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. Quy trình giải trình tự DNA đã trở thành động lực thúc đẩy những khám phá kỳ diệu trong nghiên cứu y học và sinh học. Các phương pháp giải trình tự này đã phát triển để giải trình tự một bộ gen hoàn chỉnh của các sinh vật riêng lẻ bao gồm cả con người và các loài sống 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 ghép 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 Giải trình tự thế hệ tiếp theo.
Microarray là gì?
DNA microarray được sử dụng như một công cụ trong phòng thí nghiệm để xác định hàng nghìn biểu hiện gen khác nhau cùng một lúc. Nó là một bề mặt rắn, tức là, lam kính hiển vi, chứa một tập hợp các đốm DNA cực nhỏ được in trên đó. Mỗi điểm in chứa một trình tự gen hoặc một gen đã biết. Các đầu dò đã biết này được in trên trang chiếu đóng vai trò là các đầu dò để phát hiện biểu hiện gen. Đây được biết đến như là một transcriptome. Sự lai tạo giữa hai sợi DNA là nguyên tắc cơ bản mà các vi mạch dựa trên. Nó là sự kết đôi bazơ bổ sung của trình tự axit nucleic với sự hình thành các liên kết hydro.
Hình 01: Microarray
Ban đầu, các phân tử mRNA được thu thập từ mẫu thử nghiệm và mẫu đối chứng thu được từ một cá nhân khỏe mạnh. Các mẫu thí nghiệm được lấy từ các cá thể 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 cách sử dụng một đầu dò huỳnh quang. Các đầu dò huỳnh quang có các 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 ghép là quá trình mà các phân tử cDNA được gắn vào các đầu dò DNA trên tấm trượt microarray. Sau khi quá trình lai hoàn thành, một loạt các phản ứng sẽ diễn ra để xác định và đo lường sự biểu hiện của mỗi gen với sự xuất hiện của các màu sắc khác nhau tùy theo số lượng gen được biểu hiện. Các kết quả từ microarray được sử dụng để tạo 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 giải trình tự gen tiên tiến. Nguyên tắc của nó tương tự như của Sanger Sequencing, phụ thuộc vào điện di mao mạch. Trong NGS, sợi gen bị phân mảnh và nối với sợi mẫu. Các cơ sở của mỗi sợi được xác định bởi các tín hiệu phát ra trong quá trình thắt chặt của nó. Trong phương pháp giải trình tự Sanger, có liên quan đến ba bước riêng biệt, giải trình tự, tách và phát hiện. Do các bước riêng biệt này, việc tự động hóa việc chuẩn bị mẫu bị hạn chế về thông lượng. Trong NGS, kỹ thuật được phát triển bằng cách sử dụng giải trình tự dựa trên mảng với sự kết hợp của các bước của quy trình giải trình tự Sanger có thể khiến hàng triệu chuỗi phản ứng được thực hiện song song cùng một lúc; điều này dẫn đến tốc độ và thông lượng cao 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 của DNA), khuếch đại (khuếch đại thư viện bằng cách sử dụng khuếch đại vô tính và PCR) và giải trình tự. Quy trình giải trình tự bộ gen được thực hiện trong thời gian cực kỳ dài bằng quy trình giải trình tự Sanger có thể được hoàn thành trong vài giờ bằng NGS.
Sự giống nhau 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 một tập hợp các điểm DNA cực nhỏ được gắn vào một bề mặt rắn, được sử dụng để đo mức độ biểu hiện của một 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 sợi DNA được giải trình tự song song. |
| Tương tác với Kháng nguyên | |
| Microarray dựa trên sự kết hợp 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 không phụ thuộc vào các mục tiêu đã chọn trước đó. |
Tóm tắt - Microarray vs Trình tự thế hệ tiếp theo
Trong bối cảnh nghiên cứu, giải trình tự DNA đã trở thành một chất tăng tốc quan trọng. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sinh học, chẩn đoán y tế và nghiên cứu pháp y. Nó đã phát triển và phát triển thành các quy trình 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 giải trình tự dựa trên mảng. Kỹ thuật Microarray dựa trên sự lai ghép trong khi NGS dựa trên sự tổng hợp, sử dụng DNA polymerase để kết hợp các nucleotide. Đây là sự khác biệt chính giữa Microarray và Giải 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
