تفاوت اصلی بین توالی یابی کلون به کلون و توالی یابی تفنگ ساچمه ای در روش انجام آنها نهفته است. روش توالی یابی کلون با کلون شامل نقشه برداری از کروموزوم ها و شبیه سازی قبل از توالی یابی است در حالی که کلون با توالی یابی با تفنگ ساچمه ای هر دو نقشه کروموزوم و مراحل شبیه سازی را در طول توالی یابی حذف می کند.
کلون با توالی یابی کلون و کلون با توالی یابی با تفنگ ساچمه ای دو روش توالی یابی ژنوم امروزی هستند. توالی یابی کلون با کلون روشی مطمئن تر برای توالی یابی است. با این حال، روش کلون با توالی تفنگ شاتگان سریعتر و ارزانتر است. این مقاله بر تفاوت ظریف بین توالی یابی کلون با کلون و توالی یابی تفنگ ساچمه ای تمرکز دارد.
Clone by Clone Sequencing چیست؟
Clone by Clone Sequencing روشی برای تعیین توالی ژنوم است. این نیاز به نقشه برداری از هر کروموزوم قبل از تقسیم DNA دارد. پس از نقشه برداری، DNA باید به قطعاتی به طول 150 کیلو باز تجزیه شود. سپس این قطعات برای توالی یابی آماده می شوند. مرحله بعدی قرار دادن قطعات DNA در کروموزوم های مصنوعی باکتریایی (BACs) و سپس به سلول های باکتریایی است. از آنجایی که قطعات در حال حاضر در داخل سلول های باکتری قرار دارند، هر بار که باکتری ها تقسیم می شوند، قطعات DNA وارد شده نیز تقسیم می شوند و بسیاری از کپی های یکسان تولید می کنند. سپس، DNA کلون باکتریایی به قطعات طولانی 500 جفت باز تکه تکه می شود. آنها قطعات کوچکتر و همپوشانی هستند. سپس، توالی یابی با قرار دادن این قطعات در یک ناقل با یک توالی DNA شناخته شده انجام می شود. با شروع از دنباله شناخته شده بردار، توالی تا دنباله ناشناخته ادامه می یابد.
پس از اتمام توالی، لازم است مناطقی که توالی های همپوشانی دارند شناسایی شود.پس از آن، اتصال قطعات برای تشکیل قطعات بزرگتر که در ابتدا در BACs ارائه شده بودند، انجام می شود. سپس، مونتاژ قطعات بزرگتر در کروموزوم مطابق نقشه ژنوم انجام می شود.
شکل 01: کلون با توالی کلون
مزیت مهم کلون با توالی یابی کلون این است که نقشه ژنوم از پیش آماده شده به مونتاژ مطمئن قطعات بزرگتر کمک می کند. اما نقطه ضعف این روش توالی یابی این است که تولید نقشه های ژنومی و ساخت کلون ها زمان بر است. با این حال، این روشی بود که در طول «پروژه ژنوم انسانی» ترجیح داده شد.
Clone by Shotgun Sequencing چیست؟
کلون با 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 همپوشانی توالی را دوباره جمع می کند.ژنوم پستانداران بزرگتر به سختی می توان توالی و جمع آوری کرد. این به دلیل پیچیدگی ساختاری و اندازه آنها است. حتی با وجود اینکه روش توالی یابی کلون به روش کلون قابل اعتماد است، زمان زیادی طول می کشد تا ژنوم های موجودات پیچیده توالی یابی شوند. بنابراین، توالی یابی کلون با تفنگ ساچمه ای به یک روش توالی یابی ارزان تر قابل اعتماد تبدیل شده است که می تواند سریعتر انجام شود. از این رو، دانشمندان امروزی برای مقابله با ژنوم های پیچیده به این روش توالی یابی تکیه می کنند.
شکل 02: کلون با توالی تفنگ شاتگان
در طول کلون سازی با روش توالی یابی تفنگ ساچمه ای، هیچ مرحله نقشه برداری و شبیه سازی ژنوم معمولی انجام نمی شود. در ابتدا، کل ژنوم به اندازه های مختلف از 20 کیلو باز تا 300 کیلو باز تقسیم می شود. بعد، توالی انجام می شود.سپس با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری پیچیده، لازم است قطعات را با نگاه کردن به نواحی همپوشان جمع آوری کنیم.
Clone با توالی تفنگ ساچمه ای به بهبود دقت توالی های ژنوم موجود کمک می کند. مزیت اصلی این روش این است که نسبت به روش توالی یابی کلون سریعتر و کم هزینه تر است. با این حال، این فرآیند شامل استفاده از نقشه ژنتیکی نمی شود. از این رو، احتمال وقوع خطا در حین مونتاژ بیشتر است. بنابراین، این یک نقطه ضعف بزرگ در کلون با روش توالی تفنگ ساچمه ای است.
شباهت‌های بین توالی‌سازی Clone by Clone و Shotgun Sequencing چیست؟
- هم توالی یابی کلون با کلون و هم تعیین توالی تفنگ ساچمه ای دو روش توالی یابی ژنوم هستند.
- در طول هر دو تکنیک توالی یابی، مونتاژ قطعات شکسته شده با شناسایی مناطق همپوشانی انجام می شود.
- همچنین، تجزیه DNA به قطعات کوچکتر برای توالی یابی کلون و شاتگان ضروری است.
تفاوت بین Clone by Clone Sequencing و Shotgun Sequencing چیست؟
تکنیک توالی یابی کلون با کلون شامل دو مرحله اصلی است: نقشه برداری از کروموزوم ها و شبیه سازی. در مقابل، کلون با توالی تفنگ ساچمه ای این دو مرحله را دنبال نمی کند. توالی‌های DNA را به‌طور تصادفی به قطعات کوچک زیادی تقسیم می‌کند و با مشاهده نواحی همپوشانی، توالی را دوباره جمع می‌کند. از این رو، این تفاوت اصلی بین توالی یابی کلون با کلون و توالی یابی شاتگان است. با توجه به این عامل، توالی یابی کلون توسط کلون فرآیندی گران و زمان بر است در حالی که توالی یابی کلون با تفنگ ساچمه ای سریعتر و ارزان تر است.
با این حال، خطاها در هنگام مونتاژ کمتر در طول توالی یابی کلون توسط کلون رخ می دهد. از این رو از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است. با این حال، کلون با توالی تفنگ شاتگان نسبتاً یک تکنیک کمتر قابل اعتماد است. بنابراین، این نیز تفاوت معناداری بین توالی یابی کلون به کلون و توالی یابی شاتگان است.
اطلاعات زیر اطلاعات بیشتری را در مورد تفاوت بین توالی یابی کلون به کلون و توالی یابی شاتگان ارائه می دهد.
خلاصه - Clone by Clone Sequencing در مقابل Shotgun Sequencing
در خلاصه کردن تفاوت بین توالی یابی کلون با کلون و توالی یابی شاتگان، توالی یابی کلون با کلون و توالی یابی شاتگان دو روش توالی یابی ژنوم هستند. با این حال، تکنیک توالی یابی کلون به کلون شامل نقشه برداری ژنوم و فرآیندهای شبیه سازی می شود در حالی که کلون با توالی یابی با تفنگ ساچمه ای چنین نیست. بنابراین، این تفاوت اصلی بین توالی یابی کلون با کلون و توالی یابی تفنگ ساچمه ای است. از آنجایی که نگاشت ژنوم در طول کلون با توالی یابی کلون انجام می شود، احتمال بروز خطا در هنگام مونتاژ توالی ها کمتر است.اما، کلون سازی با توالی تفنگ شاتگان فرآیندی بسیار سریعتر و ارزانتر است. با این حال، نسبتاً کمتر قابل اعتماد است. توالی یابی کلون با کلون روش توالی یابی ترجیحی در طول "پروژه ژنوم انسانی" بود. اما، زیست شناس مولکولی امروزی بیشتر به کلون با توالی یابی تفنگ ساچمه ای متکی است.
