Verschil tussen NGS en Sanger Sequencing | NGS vs Sanger Sequencing

Belangrijkste verschil - NGS vs Sanger Sequencing

Next Generation Sequencing (NGS) en Sanger Sequencing zijn twee soorten nucleotide sequencing technieken ontwikkeld over de tijd. Sanger Sequencing methode werd al vele jaren veel gebruikt en NGS heeft het onlangs vervangen door zijn voordelen. Het belangrijkste verschil tussen NGS en Sanger Sequencing is dat NGS werkt op het principe om tegelijkertijd miljoenen sequenties op een snelle manier door een sequencing systeem te sequenteren, terwijl de Sanger Sequencing werkt op de hoofd van de ketenterminering door selectieve incorporatie van dideoxynucleotiden door DNA polymerase enzym tijdens de DNA replicatie en resulterende fragment scheiding door capillaire elektroforese.

INHOUD

1. Overzicht en sleutelverschil

2. Wat is Nucleotide Sequencing

3. Wat is NGS

4. Wat is Sanger Sequencing

5. Vergelijking naast elkaar - NGS vs Sanger Sequencing

6. Samenvatting

Wat is Nucleotide Sequencing?

Genetische informatie wordt opgeslagen in de nucleotide sequenties van het DNA of RNA van een organisme. Het proces van het bepalen van de juiste volgorde van nucleotiden (met behulp van vier basen) in een gegeven fragment (in een gen, cluster van genen, chromosoom en volledig genoom) staat bekend als nucleotide sequencing . Het is erg belangrijk in genomische studies, forensische studies, virologie, biologische systematische, medische diagnose, biotechnologie en op vele andere gebieden om de structuur en functie van genen te analyseren. Er zijn verschillende soorten sequencing methodes ontwikkeld door wetenschappers. Onder hen werd Sanger sequencing ontwikkeld door Frederick Sanger in 1977 veel gebruikt en populair voor een lange periode tot Next Generation Sequencing vervangen.

Wat is NGS?

Next Generation Sequencing (NGS) is een term die gebruikt wordt om te verwijzen naar moderne high-throughput sequencing processen. Het beschrijft een aantal verschillende moderne sequencing technologieën die genomische studies en moleculaire biologie revolutioneerden. Die technieken zijn Illumina sequencing, Roche 454 sequencing, Ion Proton sequencing en SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection) sequencing. NGS systemen zijn sneller en goedkoper. Vier belangrijkste DNA sequencing methoden worden gebruikt in NGS systemen, namelijk; pyrosequencing, sequencing door synthese, sequentiebepaling door ligatie en ion halfgeleider sequencing. Een groot aantal DNA- of RNA-strengen (miljoenen) kan parallel worden getekend. Het maakt het mogelijk om het gehele genoom van organismen in een korte periode te sequentiëren, in tegenstelling tot Sanger-sequencing, die meer tijd nodig heeft.

NGS heeft veel voordelen ten opzichte van de conventionele sequencing Sanger methode. Het is een hoge snelheid, nauwkeuriger en kosteneffectief proces dat met een kleine steekproef kan worden uitgevoerd. NGS kan worden gebruikt in metagenomische studies, bij het detecteren van variaties binnen een individueel genoom door invoegingen en deleties, enz. En bij de analyse van genuitdrukkingen.

Figuur_1: Ontwikkelingen in NGS Sequencing

Wat is Sanger Sequencing?

Sanger Sequencing is een sequencing methode ontwikkeld door Frederick Sanger en zijn collega's in 1977 om de precieze nucleotide volgorde van een bepaald DNA fragment te bepalen. Het staat ook bekend als chain termination sequencing of Dideoxy sequencing . Het werkprincipe van deze werkwijze is de beëindiging van strengsynthese door selectieve inkorporatie van een ketenterminerende dideoxynucleotiden (ddNTPs) zoals ddGTP, ddCTP, ddATP en ddTTP door DNA-polymerase tijdens de replicatie van DNA. Normale nucleotiden hebben 3'H OH groepen voor de vorming van een fosfodiesterbinding tussen aangrenzende nucleotiden om de strandvorming voort te zetten. Niettemin ontbreken ddNTP's deze 3 'OH-groep en kunnen fosfodiesterbindingen tussen nucleotiden niet vormen. Vandaar dat de kettingverlenging is beëindigd.

In deze methode dient het enkelstrengs DNA dat wordt gesorteerd, als de template streng voor in vitro DNA synthese. Andere eisen zijn oligonucleotide primer, deoxynucleotide precursoren en DNA polymerase enzym. Wanneer de flankerende uiteinden van het doelfragment bekend zijn, kunnen primers gemakkelijk worden ontworpen voor DNA replicatie. Vier afzonderlijke DNA synthese reacties worden uitgevoerd in vier afzonderlijke buizen. Elke tube heeft aparte ddNTPs, samen met andere eisen. Uit het specifieke nucleotide worden een mengsel van dNTPs en ddNTP's toegevoegd. Evenzo worden vier afzonderlijke reacties uitgevoerd in vier buizen met vier mengsels. Na de reacties worden de detectie van DNA-fragmenten en omzetting van het fragmentpatroon in sequentie-informatie uitgevoerd. Resulterende DNA-fragmenten worden warmte gedenatureerd en gescheiden door gelelektroforese. Als radioactieve nucleotiden worden gebruikt, kan het bandpatroon in de polyacrylamidegel worden geconfigureerd door autoradiografie. Wanneer deze methode de fluorescent gemerkte dideoxynucleotiden gebruikt, kan deze worden gelukt naar beneden de gel gelezen en door een laserstraal worden doorgevoerd die door de fluorescerende detector wordt gedetecteerd. Om fouten te voorkomen die zich voordoen wanneer een reeks door het oog wordt gelezen en handmatig in een computer komt, ontwikkelde deze methode zich in het gebruik van geautomatiseerde sequencer gekoppeld aan de computer.

Dit is de methode die gebruikt wordt om DNA uit het Human Genome-project te sequentieeren. Deze methode is nog steeds in gebruik met geavanceerde wijzigingen, omdat het nauwkeurige volgordeinformatie geeft, ondanks een duur en langzaam proces.

Figuur_2: Sanger Sequencing

Wat is het verschil tussen NGS en Sanger Sequencing?

- diff Artikel Midden voor Tabel ->

NGS vs Sanger Sequencing
Volgende Generatie Sequencing (NGS) verwijzen naar moderne high-through sequencing processen.Het beschrijft een aantal verschillende moderne sequencing technologieën.	Sanger Sequencing is een sequencing methode ontwikkeld door Frederick Sanger om de precieze nucleotide volgorde van een bepaald DNA fragment te bepalen.
Kostenffectiviteit
NGS is een goedkoper proces omdat het tijd, mankracht en chemicaliën vermindert.	Dit is een duur proces omdat het tijd, mankracht en meer chemicaliën kost.
Snelheid
Dit is sneller, omdat zowel chemische detectie als signaal detectie van veel strengen parallel gebeuren.	Dit is tijdrovend, aangezien chemische detectie en signaal detectie gebeurt als twee afzonderlijke processen en alleen op strand kan tegelijkertijd lezen.
Betrouwbaarheid
NGS is betrouwbaar.	Sanger sequencing is minder betrouwbaar
Sample Size
NGS vereist minder hoeveelheid DNA.	Deze methode heeft een groot aantal template DNA nodig.
DNA-basen per Sequenced Fragment
Het aantal DNA-basen per gedetecteerd fragment is lager dan Sanger-methode	Genererende sequenties zijn langer dan NGS-sequenties.

Samenvatting - NGS vs Sanger Sequencing

NGS en Sanger Sequencing zijn nucleotide sequencing technieken die extensief gebruikt worden in Moleculaire Biologie. Sanger sequencing is een vroege sequencing methode die werd vervangen door NGS. Het belangrijkste verschil tussen NGS en Sanger Sequencing is dat NGS een hoge snelheid, nauwkeuriger en kosteneffectief proces is dan Sanger sequencing. Beide technieken hebben grote uitbraken in Genetica en Biotechnologie veroorzaakt.

Referentie:

1. Nowrousian, Minou. "Next Generation Sequencing Technieken voor Eukaryote Micro-organismen: Sequencing-Based Solutions op Biologische Problemen. "Eukaryotische cel. American Society for Microbiology, september 2010. Web. 18 februari 2017

2. Sanger, F., S. Nicklen, en A. R. Coulson. DNA sequencing met ketenterminerende remmers. "Procedures van de National Academy of Sciences 74. 12 (1977): 5463-467. Web.

3. Liu, Lin, Yinhu Li, Siliang Li, Ni Hu, Yimin He, Ray Pong, Danni Lin, Lihua Lu en Maggie Law. "Vergelijking van Next Generation Sequencing Systems. "Journal of Biomedicine and Biotechnology 2012 (2012): 1-11. Web.

Image Courtesy:

"Sanger-sequencing" Door Estevezj - Eigen werk (CC BY-SA 3. 0) via Commons Wikimedia

"Ontwikkelingen in de volgende generatie sequencing" Door Nederbragt, Lex (2012) CC BY 3. 0) via Commons Wikimedia