Diferencia entre NGS y Sanger Secuenciación

Diferencia clave - NGS vs Sanger Secuenciación
 

La secuenciación de próxima generación (NGS) y la secuenciación de Sanger son dos tipos de técnicas de secuenciación de nucleótidos desarrolladas a lo largo del tiempo. El método de secuenciación de Sanger se utilizó ampliamente durante muchos años y NGS lo reemplazó recientemente debido a sus ventajas. La diferencia clave entre NGS y Sanger Secuenciación es que NGS trabaja según el principio de secuenciación de millones de secuencias simultáneamente de forma rápida a través de un sistema de secuenciación, mientras que la secuenciación de Sanger funciona sobre el principio de la terminación de la cadena debido a la incorporación selectiva de dideoxinucleótidos por la enzima ADN polimerasa durante la replicación del ADN y la resultante separación del fragmento por capilar. electroforesis.

CONTENIDO
1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es la secuenciación de nucleótidos?
3. ¿Qué es NGS?
4. ¿Qué es la secuenciación de Sanger?
5. Comparación lado a lado - NGS vs Sanger Secuenciación
6. Resumen

¿Qué es la secuenciación de nucleótidos??

La información genética se almacena en las secuencias de nucleótidos del ADN o ARN de un organismo.. El proceso de determinar el orden correcto de los nucleótidos (usando cuatro bases) en un fragmento dado (en un gen, grupo de genes, cromosoma y genoma completo) se conoce como secuenciación de nucleótidos. Es muy importante en los estudios genómicos, estudios forenses, virología, diagnóstico biológico, diagnóstico médico, biotecnología y en muchos otros campos para analizar la estructura y función de los genes. Existen diferentes tipos de métodos de secuenciación desarrollados por los científicos. Entre ellos, Secuenciación de Sanger desarrollado por Frederick Sanger en 1977 fue ampliamente utilizado y popularizado durante un largo período de tiempo hasta Secuenciación de próxima generación reemplazado.

¿Qué es NGS??

La secuenciación de próxima generación (NGS) es un término usado para referirse a los procesos modernos de secuenciación de alto rendimiento. Describe una serie de diferentes tecnologías modernas de secuenciación que revolucionaron los estudios genómicos y la biología molecular. Estas técnicas son la secuenciación de Illumina, la secuenciación de Roche 454, la secuenciación de Ion Proton y la secuenciación SOLiD (secuenciación por detección de ligación de oligo). Los sistemas NGS son más rápidos y más baratos. Se utilizan cuatro métodos principales de secuenciación de ADN en sistemas NGS a saber; pirosecuenciación, secuenciación por síntesis, secuenciación por ligadura y secuenciación de semiconductores iónicos. Un gran número de cadenas de ADN o ARN (millones de) se pueden secuenciar en paralelo. Permite la secuenciación de todo el genoma de los organismos en un corto período de tiempo, a diferencia de la secuenciación de Sanger, que lleva más tiempo.

NGS tiene muchas ventajas sobre el método de secuenciación convencional de Sanger. Es un proceso de alta velocidad, más preciso y económico que se puede realizar con un tamaño de muestra pequeño. La NGS se puede utilizar en estudios metagenómicos, en la detección de variaciones dentro de un genoma individual debido a inserciones y deleciones, etc. y en el análisis de expresiones genéticas..

Figura_1: Desarrollos en Secuencias NGS

¿Qué es la secuenciación de Sanger??

Sanger Sequencing es un método de secuencia desarrollado por Frederick Sanger y sus colegas en 1977 para determinar el orden preciso de nucleótidos de un fragmento de ADN dado. También es conocido como secuenciación de la cadena de terminación o Secuenciación Dideoxy. El principio de funcionamiento de este método es la terminación de la síntesis de la cadena mediante la incorporación selectiva de un dideoxinucleótidos (ddNTPs) de terminación de cadena, como ddGTP, ddCTP, ddATP y ddTTP por la ADN polimerasa durante la replicación del ADN. Los nucleótidos normales tienen grupos 3 'OH para la formación de un enlace fosfodiéster entre nucleótidos adyacentes para continuar la formación de la cadena. Sin embargo, los ddNTP carecen de este grupo 3 'OH y son incapaces de formar enlaces fosfodiéster entre los nucleótidos. Por lo tanto, se cesa la elongación de la cadena..

En este método, el ADN de una sola hebra que se secuenciará sirve como la hebra de plantilla para in vitro Síntesis de ADN. Otros requisitos son el cebador oligonucleotídico, los precursores de desoxinucleótidos y la enzima ADN polimerasa. Cuando se conocen los extremos que flanquean del fragmento objetivo, los cebadores pueden diseñarse fácilmente para la replicación del ADN. Se realizan cuatro reacciones de síntesis de ADN separadas en cuatro tubos separados. Cada tubo tiene ddNTPs separados, junto con otros requisitos. Del nucleótido particular, se agrega una mezcla de dNTPs y ddNTPs. Asimismo, se realizan cuatro reacciones separadas en cuatro tubos con cuatro mezclas. Después de las reacciones, se realiza la detección de fragmentos de ADN y la conversión del patrón de fragmentos en información de secuencia. Los fragmentos de ADN resultantes se desnaturalizan por calor y se separan mediante electroforesis en gel. Si se usan nucleótidos radiactivos, el patrón de bandas en el gel de poliacrilamida se puede visualizar mediante autorradiografía. Cuando este método utiliza los dideoxinucleótidos marcados con fluorescencia, se puede mitigar el gel leído y pasar a través de un rayo láser para que el detector fluorescente lo detecte. Para evitar los errores que pueden surgir cuando el ojo lee una secuencia e ingresa manualmente en una computadora, este método se desarrolló en el uso de un secuenciador automático junto con la computadora.

Este es el método utilizado para secuenciar el ADN del proyecto Genoma Humano. Este método todavía se usa con modificaciones avanzadas porque proporciona información de secuencia precisa a pesar de ser un proceso costoso y lento.

Figura_2: Secuenciación de Sanger

¿Cuál es la diferencia entre NGS y Sanger Secuenciación??

NGS vs Sanger Secuenciación
La secuenciación de próxima generación (NGS) se refiere a los procesos modernos de secuenciación de alto rendimiento. Describe una serie de diferentes tecnologías modernas de secuenciación	La secuenciación de Sanger es un método de secuencia desarrollado por Frederick Sanger para determinar el orden preciso de nucleótidos de un fragmento de ADN dado.
Rentabilidad
NGS es un proceso más barato porque reduce el tiempo, la energía y los productos químicos..	Este es un proceso costoso porque requiere tiempo, energía y más químicos.
Velocidad
Esto es más rápido ya que tanto la detección química como la detección de señales de muchas hebras están sucediendo en paralelo.	Esto lleva mucho tiempo, ya que la detección química y la detección de señales se producen como dos procesos separados y solo en una cadena se puede leer a la vez.
Confiabilidad
NGS es confiable.	La secuenciación de Sanger es menos confiable
Tamaño de la muestra
NGS requiere menos cantidad de ADN.	Este método necesita una gran cantidad de plantilla de ADN..
Bases de ADN por Fragmento Secuenciado
El número de bases de ADN por fragmento secuenciado es inferior al método de Sanger	Las secuencias generadoras son más largas que las secuencias NGS.

Resumen - NGS vs Sanger Secuenciación

NGS y Sanger Sequencing son técnicas de secuenciación de nucleótidos ampliamente utilizadas en Biología Molecular. La secuenciación de Sanger es un método de secuenciación temprana que fue reemplazado por NGS. La principal diferencia entre NGS y Sanger Sequencing es que NGS es un proceso de alta velocidad, más preciso y económico que la secuenciación de Sanger. Ambas técnicas crearon grandes brotes en genética y biotecnología..

Referencia:
1. Nowrousian, Minou. “Técnicas de secuenciación de próxima generación para microorganismos eucarióticos: soluciones basadas en la secuenciación de problemas biológicos”. Célula eucariótica. Sociedad Americana de Microbiología, septiembre de 2010. Web. 18 de febrero de 2017
2. Sanger, F., S. Nicklen y A. R. Coulson. "Secuenciación de ADN con inhibidores de la terminación de la cadena". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 74.12 (1977): 5463-467. Web.
3. Liu, Lin, Yinhu Li, Siliang Li, Ni Hu, Yimin He, Ray Pong, Danni Lin, Lihua Lu y Maggie Law. "Comparación de los sistemas de secuenciación de próxima generación". Revista de biomedicina y biotecnología 2012 (2012): 1-11. Web.

Imagen de cortesía:
"Sanger-secuenciación" Por Estevezj - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia 
“Desarrollos en secuenciación de próxima generación”. Por Nederbragt, Lex (2012) - (CC BY 3.0) vía Commons Wikimedia