تفاوت کلیدی – ریزآرایه در مقابل توالی نسل بعدی
فرآیندهای توالی یابی DNA به طور گسترده در زمینه های بیوتکنولوژی، ویروس شناسی، تشخیص پزشکی و علوم پزشکی قانونی استفاده می شود. این فرآیندی است که ترتیب دقیق نوکلئوتیدها، آدنین، گوانین، تیمین و سیتوزین موجود در یک مولکول DNA را تعیین می کند. روش های توالی یابی DNA به یک شتاب دهنده برای اکتشافات معجزه آسا در تحقیقات پزشکی و بیولوژیکی تبدیل شده است. این روش های توالی یابی تا تعیین توالی ژنوم کامل ارگانیسم های منفرد از جمله انسان و سایر گونه های زنده تکامل یافته اند. ریزآرایه ها و توالی یابی نسل بعدی روش های مدرن توالی یابی DNA هستند.تکنیک ریزآرایه به طور خاص مبتنی بر هیبریداسیون است که شامل مجموعه ای از اهداف شناخته شده است. توالی یابی نسل بعدی بر اساس سنتز است (که از DNA پلیمراز برای ترکیب نوکلئوتیدها استفاده می کند) و این توانایی را دارد که کل ژنوم را مستقل از اهداف انتخاب شده قبلی توالی یابی کند. این تفاوت کلیدی بین Microarray و توالی نسل بعدی است.
Microarray چیست؟
ریزآرایه DNAبه عنوان یک ابزار آزمایشگاهی برای شناسایی هزاران بیان ژن مختلف به طور همزمان استفاده می شود. این یک سطح جامد است، به عنوان مثال، لام میکروسکوپ، که حاوی مجموعه ای از لکه های DNA میکروسکوپی چاپ شده روی آن است. هر نقطه چاپ شده حاوی یک توالی ژن شناخته شده یا یک ژن است. این پروب های شناخته شده چاپ شده روی اسلاید به عنوان پروب برای تشخیص بیان ژن عمل می کنند. این به عنوان رونوشت شناخته می شود. هیبریداسیون بین دو رشته DNA اصل اولیه ای است که ریزآرایه ها بر آن بنا شده اند. این جفت باز مکمل توالی های اسید نوکلئیک با تشکیل پیوندهای هیدروژنی است.
شکل 01: ریزآرایه
در ابتدا، مولکول های mRNA از نمونه آزمایشی و نمونه مرجع به دست آمده از یک فرد سالم جمع آوری می شود. نمونه های آزمایشی از افراد بیمار به دست می آید. به عنوان مثال، فردی که از سرطان رنج می برد. پس از به دست آمدن، هر دو نمونه mRNA به cDNA (DNA مکمل) تبدیل می شوند. در مرحله بعد، هر نمونه با استفاده از یک پروب فلورسنت برچسب گذاری می شود. پروب های فلورسنت رنگ های مختلفی دارند تا cDNA نمونه را از cDNA مرجع تشخیص دهند. برای شروع اتصال مولکول های cDNA به لام ریزآرایه، دو نمونه با هم مخلوط می شوند. هیبریداسیون فرآیندی است که توسط آن مولکول های cDNA به پروب های DNA روی اسلاید ریزآرایه متصل می شوند. پس از تکمیل هیبریداسیون، یک سری واکنش ها به منظور شناسایی و اندازه گیری بیان هر ژن با ظاهر رنگ های مختلف با توجه به مقدار ژن بیان شده انجام می شود.نتایج حاصل از ریزآرایه در ایجاد یک پروفایل بیان ژن که می تواند برای شناسایی شرایط مختلف بیماری استفاده شود، استفاده می شود.
توالی نسل بعدی چیست؟
توالی یابی نسل بعدی (NGS) یک روش پیشرفته توالی یابی ژنتیکی است. اصل آن شبیه به روش Sanger Sequencing است که به الکتروفورز مویرگی بستگی دارد. در NGS، رشته ژنومی تکه تکه شده و به یک رشته الگو متصل می شود. پایه های هر رشته توسط سیگنال های ساطع شده در طول فرآیند بستن آن مشخص می شود. در روش توالی یابی سانگر سه مرحله مجزا، توالی یابی، جداسازی و تشخیص درگیر است. با توجه به این مراحل جداگانه، اتوماسیون آماده سازی نمونه در توان عملیاتی محدود است. در NGS، این تکنیک با استفاده از توالی یابی مبتنی بر آرایه با ترکیبی از مراحل روش توالی یابی سانگر توسعه یافته است که می تواند باعث شود میلیون ها سری واکنش به طور همزمان انجام شوند. این منجر به سرعت بالا و توان عملیاتی با هزینه کم می شود.
شکل 02: تحولات در NGS
NGS از سه مرحله تشکیل شده است. آماده سازی کتابخانه (ایجاد کتابخانه ها با استفاده از قطعه قطعه سازی تصادفی DNA)، تقویت (تقویت کتابخانه با استفاده از تقویت کلونال و PCR) و تعیین توالی. فرآیندهای توالی‌یابی ژنوم که برای مدت‌های بسیار طولانی با استفاده از روش توالی‌یابی Sanger انجام می‌شوند، می‌توانند در عرض چند ساعت با استفاده از NGS تکمیل شوند.
شباهت بین ریزآرایه و توالی نسل بعدی چیست؟
هم توالی ریزآرایه و هم نسل بعدی توالی با استفاده از توالی مبتنی بر آرایه توسعه داده شده اند
تفاوت بین ریزآرایه و توالی نسل بعدی چیست؟
Microarray در مقابل توالی نسل بعدی |
|
| Microarray مجموعه ای از لکه های DNA میکروسکوپی متصل به یک سطح جامد است که برای اندازه گیری سطوح بیان تعداد زیادی از ژن ها به طور همزمان استفاده می شود. | NGS (توالی‌یابی نسل بعدی) یک فناوری توالی‌یابی DNA با توان بالای غیر مبتنی بر سانجر است که توالی‌یابی موازی میلیون‌ها یا میلیاردها رشته DNA را تسهیل می‌کند. |
| تعامل با آنتی ژن | |
| ریزآرایه مبتنی بر هیبریداسیون است که از مجموعه ای از اهداف شناخته شده تشکیل شده است. | NGS بر اساس سنتزی است که از DNA پلیمراز برای ترکیب نوکلئوتیدها استفاده می کند و مستقل از اهداف انتخاب شده قبلی است. |
خلاصه - ریزآرایه در مقابل توالی نسل بعدی
در زمینه تحقیقات، تعیین توالی DNA به یک شتاب دهنده مهم تبدیل شده است. به طور گسترده ای در بیوتکنولوژی، تشخیص پزشکی و مطالعات پزشکی قانونی استفاده می شود. تکامل یافته و به رویه های توالی یابی کارآمدتر و سریعتر تبدیل شده است. ریزآرایه ها و NGS دو تکنیک پیشرفته توالی یابی DNA هستند. هر دو با استفاده از توالی مبتنی بر آرایه توسعه یافته اند. تکنیک ریزآرایه بر هیبریداسیون متکی است در حالی که NGS بر اساس سنتز است که از DNA پلیمراز برای ترکیب نوکلئوتیدها استفاده می کند. این تفاوت اصلی بین Microarray و توالی نسل بعدی است.
دانلود نسخه PDF Microarray در مقابل توالی نسل بعدی
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین ریزآرایه و توالی نسل بعدی
