تفاوت اصلی بین توالی یابی تفنگ ساچمه ای و توالی یابی نسل بعدی این است که توالی یابی تفنگ ساچمه ای یک روش توالی یابی است که به طور تصادفی توالی های DNA را به قطعات کوچک زیادی تقسیم می کند و با مشاهده نواحی همپوشان در هنگام توالی یابی نسل بعدی (NGS) توالی را دوباره جمع می کند. یک روش پیشرفته برای تعیین توالی ژنتیکی است که به الکتروفورز مویرگی بستگی دارد.
توالی یابی فرآیندی است که ترتیب دقیق نوکلئوتیدها را در یک ژن، دسته ای از ژن ها، کروموزوم ها و یک ژنوم کامل تعیین می کند. در مطالعات ژنومی، مطالعات پزشکی قانونی، ویروس شناسی، سیستماتیک بیولوژیکی، تشخیص پزشکی، بیوتکنولوژی و در بسیاری از زمینه های دیگر تجزیه و تحلیل ساختار و عملکرد ژن ها و شناسایی موجودات بسیار مهم است.علاوه بر این، انواع مختلفی از روش های توالی یابی موجود است. توالی تفنگ شاتگان و توالی نسل بعدی دو روش پیشرفته در میان آنها هستند.
توالی تفنگ شاتگان چیست؟
توالی یابی شاتگان یک روش توالی یابی است که به طور تصادفی توالی های DNA کل کروموزوم یا کل ژنوم را به قطعات کوچک زیادی تقسیم می کند و با مشاهده توالی ها یا نواحی همپوشانی توالی ها را توسط رایانه دوباره جمع می کند. به طور کلی، ژنوم پستانداران از نظر ساختاری پیچیده و از نظر اندازه بزرگتر است. از این رو، توالی یابی آنها با شبیه سازی دشوار است زیرا وقت گیر است. توالی تفنگ ساچمه ای روش سریع تری است. همچنین انجام آن ارزان تر است. بنابراین، دانشمندان امروزی برای مقابله با ژنوم‌های پیچیده بر روش توالی‌یابی تفنگ ساچمه‌ای تکیه می‌کنند.
شکل 01: توالی تفنگ ساچمه ای
روش توالی یابی شاتگان نسبتاً ساده است. با تکه تکه کردن کل ژنوم به اندازه های مختلف از پایه های 20 کیلویی تا پایه های 300 کیلویی شروع می شود. سپس هر قطعه باید با استفاده از روش خاتمه زنجیره توالی یابی شود. پس از توالی یابی، لازم است قطعات با نگاه کردن به مناطق همپوشانی با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری پیچیده، جمع آوری شوند. نقشه برداری متعارف و شبیه سازی توالی ها برای این روش ضروری نیست. علاوه بر این، استفاده از نقشه ژنتیکی در این روش صورت نمی گیرد. با این حال، از آنجایی که از نقشه‌های ژنوم موجود استفاده نمی‌شود، احتمال وقوع خطا در طول مجموعه‌ای بیشتر است. یکی از معایب عمده این روش است. علاوه بر این، قطعات کوتاهتر اطلاعات منحصر به فرد کمتری را برای هر خوانده شده در این روش ارائه می دهند. علاوه بر این، توالی تفنگ ساچمه ای نمی تواند داده های کافی برای تعیین توالی اجماع در استاندارد دقت مورد نیاز تولید کند.
علیرغم داشتن اشکالاتی که در بالا ذکر شد، روش تعیین توالی تفنگ ساچمه ای در حال حاضر کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین استراتژی برای تعیین توالی ژنوم های میکروبی از جمله باکتری ها، ویروس ها و مخمرها است. به این دلیل است که ژنوم آنها فاقد مناطق تکراری است که توالی یابی آنها دشوار است و می توان این ژنوم ها را به راحتی در کروموزوم ها بدون خطا جمع کرد.
توالی نسل بعدی چیست؟
توالی‌یابی نسل بعدی (NGS) اصطلاحی است که برای اشاره به فرآیندهای توالی‌یابی با توان بالا مدرن استفاده می‌شود. تعدادی از فن آوری های مختلف توالی یابی مدرن را توصیف می کند که مطالعات ژنومی و زیست شناسی مولکولی را متحول کرد. این تکنیک ها شامل توالی یابی Illumina، توالی یابی Roche 454، توالی یابی پروتون یونی و توالی یابی SOLID (توالی یابی با تشخیص بستن Oligo) می باشد. سیستم‌های NGS سریع‌تر و ارزان‌تر هستند. چهار روش اصلی توالی‌یابی DNA در سیستم‌های NGS استفاده می‌شود: پیروزه‌یابی، توالی‌یابی با سنتز، توالی‌یابی با بستن و توالی‌یابی نیمه‌رسانای یونی.تعداد زیادی از رشته های DNA یا RNA (میلیون ها) را می توان به صورت موازی توسط NGS توالی یابی کرد. این امکان تعیین توالی کل ژنوم موجودات را در یک دوره زمانی کوتاه فراهم می کند.
شکل 02: توالی نسل بعدی
NGS مزایای مختلفی دارد. این یک فرآیند با سرعت بالا، دقیق تر و مقرون به صرفه است که می تواند با حجم نمونه کوچک انجام شود. از این رو، آنالیز کل ژنوم انسان را در یک آزمایش توالی یابی واحد امکان پذیر می کند. علاوه بر این، NGS می تواند در مطالعات متاژنومی، در تشخیص تغییرات درون ژنوم فردی به دلیل درج و حذف و غیره و در تجزیه و تحلیل بیان ژن استفاده شود. علاوه بر این، NGS می تواند کل رونوشت های تعداد زیادی از بافت ها را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کند.از این رو، NGS تجزیه و تحلیل رونوشت ها را متحول کرده است.
شباهت های بین توالی تفنگ ساچمه ای و توالی نسل بعدی چیست؟
- توالی یابی شاتگان و توالی یابی نسل بعدی دو روش توالی یابی ژنوم هستند.
- هر دو روش روشهای سریع هستند.
- علاوه بر این، آنها روش های مقرون به صرفه ای هستند.
- آنها می توانند بسیاری از قطعات DNA را به صورت موازی توالی یابی کنند.
تفاوت بین توالی تفنگ شاتگان و توالی نسل بعدی چیست؟
توالی یابی شاتگان و توالی یابی نسل بعدی دو تکنیک توالی یابی پیشرفته هستند. روش تعیین توالی تفنگ ساچمه ای به طور تصادفی توالی های DNA کل کروموزوم یا کل ژنوم را به قطعات کوچک زیادی تقسیم می کند و با مشاهده توالی ها یا نواحی همپوشانی توالی ها را توسط رایانه دوباره جمع می کند. در مقابل، توالی یابی نسل بعدی (NGS) اصطلاحی است که به فرآیندهای توالی یابی مدرن با توان عملیاتی بالا اشاره دارد.بنابراین، این تفاوت اصلی بین توالی یابی تفنگ ساچمه ای و توالی یابی نسل بعدی است. علاوه بر این، توالی یابی نسل بعدی تکنیکی است که به الکتروفورز مویرگی بستگی دارد، در حالی که توالی یابی تفنگ ساچمه ای به آن بستگی ندارد. بنابراین، این نیز یک تفاوت بین توالی یابی تفنگ ساچمه ای و توالی یابی نسل بعدی است. علاوه بر این، در مقایسه با توالی تفنگ ساچمه ای، توالی یابی نسل بعدی بسیار حساس و بسیار دقیق است.
خلاصه - توالی تفنگ شاتگان در مقابل توالی نسل بعدی
توالی یابی شاتگان و توالی یابی نسل بعدی دو روش توالی یابی هستند که در توالی یابی ژنوم استفاده می شوند. هر دو روش سریع و مقرون به صرفه هستند. NGS بر اساس اصل توالی یابی میلیون ها دنباله به طور همزمان به روشی سریع از طریق یک سیستم توالی کار می کند.در مقابل، توالی یابی تفنگ ساچمه ای نیازمند شکستن ژنوم ها به قطعات کوچک و توالی یابی و جمع آوری مجدد با استفاده از توالی های همپوشانی است. بنابراین، این تفاوت بین توالی یابی تفنگ ساچمه ای و توالی یابی نسل بعدی را خلاصه می کند.
