Sự khác biệt chính giữa nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng súng ngắn nằm ở phương pháp tiến hành của chúng. Nhân bản bằng phương pháp giải trình tự dòng vô tính liên quan đến việc lập bản đồ các nhiễm sắc thể và nhân bản trước khi giải trình tự trong khi nhân bản bằng cách giải trình tự bằng shotgun bỏ qua cả hai bước lập bản đồ nhiễm sắc thể và nhân bản trong quá trình giải trình tự.
Nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và nhân bản bằng giải trình tự bằng súng bắn là hai phương pháp giải trình tự bộ gen hiện đại. Nhân bản bằng giải trình tự dòng vô tính là một phương pháp giải trình tự đáng tin cậy hơn. Tuy nhiên, phương pháp nhân bản bằng cách giải trình tự bằng súng bắn nhanh hơn và rẻ hơn. Bài báo tập trung vào sự khác biệt tinh tế giữa nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng shotgun.
Sao chép theo trình tự sao chép là gì?
Nhân bản bằng giải trình tự dòng vô tính là một phương pháp giải trình tự bộ gen. Nó yêu cầu lập bản đồ của từng nhiễm sắc thể trước khi phân tách DNA. Sau khi lập bản đồ, DNA sẽ được chia thành các đoạn dài 150 kilobase. Những đoạn này sau đó đã sẵn sàng để giải trình tự. Bước tiếp theo là chèn các đoạn DNA vào các nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn (BAC) và sau đó vào tế bào vi khuẩn. Vì lúc này các đoạn nằm bên trong tế bào vi khuẩn, nên mỗi khi vi khuẩn phân chia, các đoạn ADN được chèn vào cũng phân chia và tạo ra nhiều bản sao giống hệt nhau. Sau đó, DNA nhân bản của từng vi khuẩn được phân mảnh thành các đoạn dài 500 cặp bazơ. Chúng là những mảnh nhỏ hơn và chồng lên nhau. Tiếp theo, quá trình giải trình tự diễn ra với việc chèn các đoạn này vào một vector có trình tự DNA đã biết. Bắt đầu từ trình tự đã biết của vectơ, trình tự tiếp tục cho đến trình tự chưa biết.
Sau khi kết thúc trình tự, cần xác định các khu vực của các trình tự chồng lên nhau. Sau đó, việc nối các mảnh diễn ra để tạo thành các mảnh lớn hơn được trình bày ban đầu trong BAC. Tiếp theo, quá trình lắp ráp các đoạn lớn hơn vào nhiễm sắc thể diễn ra theo bản đồ bộ gen.
Hình 01: Sao chép theo trình tự sao chép
Ưu điểm đáng kể của việc nhân bản bằng giải trình tự dòng vô tính là bản đồ bộ gen được chuẩn bị trước giúp tập hợp các đoạn lớn hơn một cách đáng tin cậy. Nhưng nhược điểm của phương pháp giải trình tự này là tốn nhiều thời gian để tạo bản đồ gen và tạo dòng vô tính. Tuy nhiên, đây là phương pháp được ưa thích trong ‘Dự án bộ gen người’.
Sao chép theo trình tự Shotgun là gì?
Sao chép trình tự bằng shotgun là một phương pháp giải trình tự chia tách ngẫu nhiên các chuỗi DNA thành nhiều đoạn nhỏ và tập hợp lại trình tự bằng cách quan sát các vùng chồng chéo. Bộ gen của động vật có vú lớn hơn rất khó sao chép trình tự và lắp ráp. Đó là do sự phức tạp về cấu trúc và kích thước của chúng. Mặc dù phương pháp giải trình tự nhân bản vô tính là đáng tin cậy, nhưng phải mất nhiều thời gian để giải trình tự bộ gen của các sinh vật phức tạp. Do đó, nhân bản bằng giải trình tự bằng shotgun đã trở thành một phương pháp giải trình tự rẻ hơn đáng tin cậy có thể thực hiện nhanh hơn. Do đó, các nhà khoa học hiện đại dựa vào phương pháp giải trình tự này để giải quyết các bộ gen phức tạp.
Hình 02: Sao chép theo trình tự Shotgun
Trong quá trình nhân bản bằng phương pháp giải trình tự bằng shotgun, không có bước lập bản đồ bộ gen và nhân bản thông thường nào diễn ra. Ban đầu, toàn bộ bộ gen được phân mảnh thành các kích thước khác nhau từ 20 kilobase đến 300 kilobase. Tiếp theo, trình tự diễn ra. Sau đó, sử dụng phần mềm máy tính phức tạp, cần phải lắp ráp các mảnh bằng cách xem các vùng chồng lên nhau.
Sao chép trình tự bằng shotgun giúp cải thiện độ chính xác của trình tự gen hiện có. Ưu điểm chính của phương pháp này là nhanh hơn và ít tốn kém hơn nhiều so với nhân bản bằng phương pháp giải trình tự nhân bản. Tuy nhiên, quá trình này không liên quan đến việc sử dụng bản đồ gen. Do đó, các lỗi trong quá trình lắp ráp có nhiều khả năng xảy ra hơn. Do đó, đây là một bất lợi lớn trong việc nhân bản bằng phương pháp giải trình tự bằng súng bắn.
Điểm giống nhau giữa Nhân bản bằng Trình tự sao chép và Trình tự Shotgun là gì?
- Cả nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng súng bắn là hai phương pháp giải trình tự bộ gen.
- Trong cả hai kỹ thuật giải trình tự, việc lắp ráp các đoạn bị chia nhỏ diễn ra bằng cách xác định các vùng chồng chéo.
- Ngoài ra, việc phân hủy DNA thành các đoạn nhỏ hơn là cần thiết cho cả quá trình giải trình tự sao chép và shotgun.
Sự khác biệt giữa Nhân bản bằng Trình tự sao chép và Trình tự Shotgun là gì?
Nhân bản bằng kỹ thuật giải trình tự dòng vô tính bao gồm hai bước chính: lập bản đồ nhiễm sắc thể và nhân bản vô tính. Ngược lại, nhân bản bằng trình tự shotgun không tuân theo hai bước này; nó ngẫu nhiên phá vỡ trình tự DNA thành nhiều đoạn nhỏ và tập hợp lại trình tự bằng cách quan sát các vùng chồng chéo. Do đó, đây là sự khác biệt chính giữa nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng súng bắn. Do yếu tố này, nhân bản bằng cách giải trình tự sao chép là một quá trình tốn kém và tốn thời gian trong khi nhân bản bằng giải trình tự bằng súng bắn nhanh hơn và rẻ hơn.
Tuy nhiên, lỗi trong quá trình lắp ráp ít có khả năng xảy ra hơn trong quá trình nhân bản bằng cách giải trình tự nhân bản. Do đó, nó có độ tin cậy cao. Tuy nhiên, nhân bản bằng cách giải trình tự bằng súng bắn tương đối là một kỹ thuật kém đáng tin cậy hơn. Vì vậy, đây cũng là sự khác biệt đáng kể giữa nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng súng bắn.
Hình ảnh thông tin dưới đây trình bày thêm thông tin về sự khác biệt giữa giải trình tự nhân bản bằng cách phân bố nhân bản và giải trình tự bằng súng bắn.
Tóm tắt - Nhân bản theo Trình tự nhân bản so với Trình tự Shotgun
Tóm lại sự khác biệt giữa nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng súng bắn, nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng súng bắn là hai phương pháp giải trình tự bộ gen. Tuy nhiên, nhân bản bằng kỹ thuật giải trình tự dòng vô tính liên quan đến cả quá trình lập bản đồ bộ gen và nhân bản trong khi nhân bản bằng giải trình tự bằng shotgun thì không. Vì vậy, đây là sự khác biệt chính giữa nhân bản bằng giải trình tự nhân bản và giải trình tự bằng shotgun. Vì việc lập bản đồ bộ gen diễn ra trong quá trình nhân bản bằng cách giải trình tự dòng, nên ít có khả năng xảy ra lỗi trong quá trình lắp ráp các trình tự. Tuy nhiên, nhân bản bằng trình tự shotgun là một quá trình nhanh hơn và rẻ hơn nhiều. Tuy nhiên, nó tương đối kém tin cậy hơn. Nhân bản bằng giải trình tự dòng vô tính là phương pháp giải trình tự được ưa thích trong ‘Dự án bộ gen người’. Tuy nhiên, nhà sinh học phân tử ngày nay phụ thuộc nhiều hơn vào việc nhân bản bằng cách giải trình tự bằng súng bắn.
