ቁልፍ ልዩነት - NGS vs Sanger ቅደም ተከተል
የቀጣዩ ትውልድ ቅደም ተከተል (NGS) እና Sanger Sequencing በጊዜ ሂደት የተገነቡ ሁለት አይነት ኑክሊዮታይድ ተከታታይ ቴክኒኮች ናቸው። የሳንገር ቅደም ተከተል ዘዴ ለብዙ አመታት በሰፊው ጥቅም ላይ ውሏል እና NGS በጥቅሞቹ ምክንያት በቅርብ ጊዜ ተክቷል. በ NGS እና Sanger Sequencing መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ኤንጂኤስ በሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ቅደም ተከተሎችን በአንድ ጊዜ በፍጥነት በቅደም ተከተል በቅደም ተከተል በማዘጋጀት መርህ ላይ ይሰራል እና Sanger Sequencing ደግሞ በዲኤንኤ ፖሊሜራይዜሽን ኢንዛይም ዲዲዮኦክሲንክሊዮታይድ በማካተት በሰንሰለት መቋረጥ ዋና ላይ ይሰራል። በዲ ኤን ኤ መባዛት እና ውጤቱ በካፒላሪ ኤሌክትሮፊዮራይዝስ ክፍልፋይ መለያየት.
Nucleotide Sequencing ምንድን ነው?
የዘረመል መረጃ በዲ ኤን ኤ ወይም አር ኤን ኤ ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተሎች ውስጥ ይከማቻል። በተሰጠው ቁራጭ (በጂን ውስጥ፣ የጂኖች ክላስተር፣ ክሮሞሶም እና ሙሉ ጂኖም) የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ትክክለኛ ቅደም ተከተል የመወሰን ሂደት (አራት መሠረቶችን በመጠቀም) ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል በመባል ይታወቃል። በጂኖሚክ ጥናቶች, በፎረንሲክ ጥናቶች, በቫይሮሎጂ, በባዮሎጂካል ስልታዊ, በሕክምና ምርመራ, በባዮቴክኖሎጂ እና በሌሎች በርካታ መስኮች የጂኖችን አወቃቀር እና ተግባር ለመተንተን በጣም አስፈላጊ ነው. በሳይንቲስቶች የተገነቡ የተለያዩ የቅደም ተከተል ዘዴዎች አሉ. ከነሱ መካከል፣ በ1977 በፍሬድሪክ ሳንግገር የተሰራው የሳንገር ቅደም ተከተል በሰፊው ጥቅም ላይ የዋለ እና ቀጣይ ትውልድ ቅደም ተከተል እስኪተካው ድረስ ለረጅም ጊዜ ታዋቂ ነበር።
NGS ምንድን ነው?
የቀጣዩ ትውልድ ቅደም ተከተል (NGS) ዘመናዊ ከፍተኛ የፍተሻ ቅደም ተከተል ሂደቶችን ለማመልከት የሚያገለግል ቃል ነው። የጂኖም ጥናቶችን እና ሞለኪውላር ባዮሎጂን ያበጁ በርካታ የተለያዩ ዘመናዊ ተከታታይ ቴክኖሎጂዎችን ይገልፃል።እነዛ ቴክኒኮች የኢሉሚና ቅደም ተከተል፣ Roche 454 sequencing፣ Ion Proton sequencing እና SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection) ቅደም ተከተል ናቸው። የኤንጂኤስ ስርዓቶች ፈጣን እና ርካሽ ናቸው። አራት ዋና የዲኤንኤ ቅደም ተከተል ዘዴዎች በ NGS ስርዓቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ, እነሱም; pyrosequencing, ቅደም ተከተል በማዋሃድ, በቅደም ተከተል በ ligation እና ion ሴሚኮንዳክተር ቅደም ተከተል. ብዙ ቁጥር ያላቸው የዲ ኤን ኤ ወይም አር ኤን ኤ ክሮች (ሚሊዮኖች) በትይዩ በቅደም ተከተል ሊቀመጡ ይችላሉ። ከሳንገር ቅደም ተከተል በተለየ ተጨማሪ ጊዜ የሚወስድ የኦርጋኒክ ጂኖም በአጭር ጊዜ ውስጥ ቅደም ተከተል እንዲኖር ያስችላል።
NGS ከተለመደው የሳንገር ዘዴ ይልቅ ብዙ ጥቅሞች አሉት። በትንሽ ናሙና መጠን ሊከናወን የሚችል ከፍተኛ ፍጥነት, ትክክለኛ እና ወጪ ቆጣቢ ሂደት ነው. ኤንጂኤስ በሜታጂኖሚክ ጥናቶች፣ በግለሰብ ጂኖም ውስጥ ያሉ ልዩነቶችን በመክተት እና በመሰረዝ እና በዘረመል አገላለጾች ላይ በመተንተን መጠቀም ይቻላል።
ሥዕል_1፡ በNGS ቅደም ተከተል ላይ ያሉ እድገቶች
Sanger ቅደም ተከተል ምንድን ነው?
Sanger Sequencing በፍሬድሪክ ሳንገር እና ባልደረቦቹ እ.ኤ.አ. የሰንሰለት ማብቂያ ቅደም ተከተል ወይም Dideoxy sequencing በመባልም ይታወቃል። የዚህ ዘዴ የሥራ መርህ ዲኤንኤ በሚባዛበት ጊዜ እንደ ddGTP ፣ ddCTP ፣ ddATP እና ddTTP ያሉ ዲኦክሲንክሊዮታይድ (ዲዲኤንቲፒ) የሚያቋርጡ ሰንሰለትን በመምረጥ የስትራንድ ውህደት ማቋረጥ ነው። መደበኛ ኑክሊዮታይዶች የ 3' OH ቡድኖች አሏቸው። ነገር ግን፣ዲኤንቲፒዎች የዚህ 3'OH ቡድን የላቸውም እና በኑክሊዮታይድ መካከል የፎስፎዲስተር ቦንድ መፍጠር አይችሉም። ስለዚህ፣ የሰንሰለቱ ማራዘሚያ ቆሟል።
በዚህ ዘዴ፣ ነጠላ-ክር ያለው ዲኤንኤ በቅደም ተከተል የሚቀርበው በብልቃጥ ዲ ኤን ኤ ውህደት ውስጥ የአብነት ገመድ ሆኖ ያገለግላል።ሌሎች መስፈርቶች oligonucleotide primer, deoxynucleotide precursors እና DNA polymerase ኤንዛይም ናቸው. የታለመው ቁርጥራጭ ጎን ለጎን የሚቆሙ ጫፎች በሚታወቁበት ጊዜ ፕሪመር ለዲኤንኤ መባዛት በቀላሉ ሊነደፉ ይችላሉ። በአራት የተለያዩ ቱቦዎች ውስጥ አራት የተለያዩ የዲኤንኤ ውህደት ምላሾች ይከናወናሉ. እያንዳንዱ ቱቦ የተለየ ddNTPs አለው፣ ከሌሎች መስፈርቶች ጋር። ከተለየ ኑክሊዮታይድ የዲኤንቲፒ እና የዲዲኤንቲፒ ድብልቅ ተጨምሯል። በተመሳሳይም አራት የተለያዩ ምላሾች በአራት ቱቦዎች ውስጥ በአራት ድብልቅ ይከናወናሉ. ከአስተያየቶቹ በኋላ የዲ ኤን ኤ ቁርጥራጮችን መለየት እና የቅንጥብ ንድፍ ወደ ቅደም ተከተል መረጃ መለወጥ ይከናወናል. በዚህ ምክንያት የዲ ኤን ኤ ቁርጥራጮች በጄል ኤሌክትሮፊዮራይዝስ የተከፋፈሉ እና የተከፋፈሉ ናቸው. ራዲዮአክቲቭ ኑክሊዮታይድ ጥቅም ላይ ከዋለ በፖሊacrylamide ጄል ውስጥ ያለው የባንዲንግ ንድፍ በአውቶራዲዮግራፊ ሊታይ ይችላል. ይህ ዘዴ በፍሎረሰንት መለያ የተደረገው ዲዲዮክሲንክሊዮታይድ በሚጠቀምበት ጊዜ ጄል ንባብን በመቀነስ እና በፍሎረሰንት ጠቋሚው ለመለየት በሌዘር ጨረር በኩል ማለፍ ይችላል።ቅደም ተከተል በአይን ሲነበብ እና በእጅ ወደ ኮምፒውተር ሲገባ ሊፈጠሩ የሚችሉ ስህተቶችን ለማስወገድ ይህ ዘዴ ከኮምፒዩተር ጋር ተጣምሮ አውቶማቲክ ሴክዌንሰር በመጠቀም ተፈጠረ።
ይህ ዘዴ ዲኤንኤን ከሂውማን ጂኖም ፕሮጀክት ለመቅዳት ጥቅም ላይ የሚውለው ዘዴ ነው። ይህ ዘዴ ከላቁ ማሻሻያዎች ጋር አሁንም ጥቅም ላይ ይውላል ምክንያቱም ውድ እና ቀርፋፋ ሂደት ቢሆንም ትክክለኛ ተከታታይ መረጃ ይሰጣል።
ምስል_2፡ Sanger ተከታታይ
በNGS እና Sanger Sequencing መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
NGS vs Sanger ቅደም ተከተል |
|
| የቀጣዩ ትውልድ ቅደም ተከተል (NGS) ዘመናዊ ከፍተኛ የፍተሻ ቅደም ተከተል ሂደቶችን ይመለከታል። የተለያዩ ዘመናዊ ተከታታይ ቴክኖሎጂዎችን ይገልጻል። | Sanger Sequencing በፍሬድሪክ ሳንግገር የተዘጋጀ የዲኤንኤ ክፍልፋይ ትክክለኛውን የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ለመወሰን የተዘጋጀ ዘዴ ነው። |
| የዋጋ ውጤታማነት | |
| NGS ጊዜን፣ የሰው ኃይልን እና ኬሚካሎችን ስለሚቀንስ ርካሽ ሂደት ነው። | ይህ ብዙ ወጪ የሚጠይቅ ሂደት ነው ምክንያቱም ጊዜ፣ሰው ሃይል እና ተጨማሪ ኬሚካሎችን ስለሚወስድ። |
| ፍጥነት | |
| ይህ ፈጣን ነው ምክንያቱም ሁለቱም ኬሚካላዊ ፈልጎ ማግኘት እና ብዙ ክሮች ሲግናል መለየት በትይዩ እየሆኑ ነው። | ይህ ጊዜ የሚፈጅ ነው ምክንያቱም ኬሚካላዊ ፈልጎ ማግኘት እና ሲግናል ማግኘቱ የሚከሰተው በሁለት የተለያዩ ሂደቶች እና በአንድ ጊዜ ብቻ ማንበብ ስለሚቻል ነው። |
| አስተማማኝነት | |
| NGS አስተማማኝ ነው። | Sanger ቅደም ተከተል ብዙም አስተማማኝ አይደለም |
| የናሙና መጠን | |
| NGS ያነሰ የዲኤንኤ መጠን ይፈልጋል። | ይህ ዘዴ ከፍተኛ መጠን ያለው አብነት ዲኤንኤ ያስፈልገዋል። |
| ዲኤንኤ መሰረት በተከታታይ ቁራጭ | |
| የዲኤንኤ መሰረቶች ቁጥር በቅደም ተከተል ከሳንገር ዘዴ ያነሰ ነው። | ቅደም ተከተሎችን ማመንጨት ከኤንጂኤስ ተከታታዮች ይረዝማል። |
ማጠቃለያ - NGS vs Sanger ቅደም ተከተል
NGS እና Sanger Sequencing በ ሞለኪውላር ባዮሎጂ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉ ኑክሊዮታይድ ተከታታይ ቴክኒኮች ናቸው። የሳንገር ቅደም ተከተል በ NGS የተተካ የቀደመ የቅደም ተከተል ዘዴ ነው። በ NGS እና Sanger Sequencing መካከል ያለው ዋና ልዩነት ኤንጂኤስ ከሳንገር ቅደም ተከተል ይልቅ ከፍተኛ ፍጥነት፣ ትክክለኛ እና ወጪ ቆጣቢ ሂደት ነው።ሁለቱም ቴክኒኮች በጄኔቲክስ እና ባዮቴክኖሎጂ ውስጥ ዋና ዋና ወረርሽኞችን ፈጥረዋል።
