Perbedaan Utama - NGS vs Sanger Sequencing
Next Generation Sequencing (NGS) dan Sanger Sequencing adalah dua jenis teknik sekuens nukleotida yang dikembangkan dari waktu ke waktu. Metode Sanger Sequencing banyak digunakan selama bertahun-tahun dan NGS menggantinya baru-baru ini karena kelebihannya. Perbedaan utama antara NGS dan Sanger Sequencing adalah NGS bekerja berdasarkan prinsip sekuensing jutaan sekuens secara bersamaan dengan cara yang cepat melalui sistem sekuensing sementara Sanger Sequencing bekerja pada prinsip penghentian rantai karena penggabungan selektif dideoxynucleotides oleh enzim DNA polimerase selama replikasi DNA dan pemisahan fragmen yang dihasilkan oleh elektroforesis kapiler.
DAFTAR ISI
1. Gambaran Umum dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Pengurutan Nukleotida
3. Apa itu NGS
4. Apa Pengurutan Sanger
5. Perbandingan Berdampingan - Pengurutan NGS vs Pengurutan Sanger
6. Ringkasan
Apa itu Pengurutan Nukleotida?
Informasi genetik disimpan dalam urutan nukleotida DNA atau RNA suatu organisme. Proses menentukan urutan nukleotida yang benar (menggunakan empat basa) dalam fragmen tertentu (dalam gen, kelompok gen, kromosom, dan genom lengkap) dikenal sebagai sekuensing nukleotida. Sangat penting dalam studi genomik, studi forensik, virologi, sistematika biologi, diagnosis medis, bioteknologi dan dalam banyak bidang lainnya untuk menganalisis struktur dan fungsi gen. Ada berbagai jenis metode pengurutan yang dikembangkan oleh para ilmuwan. Diantaranya, Sanger sequencing yang dikembangkan oleh Frederick Sanger pada tahun 1977 banyak digunakan dan dipopulerkan untuk jangka waktu yang lama hingga Next Generation Sequencing menggantikannya.
Apa itu NGS?
Next Generation Sequencing (NGS) adalah istilah yang digunakan untuk merujuk pada proses sekuensing throughput tinggi modern. Ini menjelaskan sejumlah teknologi pengurutan modern yang merevolusi studi genomik dan Biologi Molekuler. Teknik tersebut adalah sekuensing Illumina, sekuens Roche 454, sekuensing Ion Proton dan sekuensing SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection). Sistem NGS lebih cepat dan lebih murah. Empat metode sekuensing DNA utama digunakan dalam sistem NGS yaitu; pyrosequencing, sequencing dengan sintesis, sequencing dengan ligasi dan sekuens semikonduktor ion. Sejumlah besar untai DNA atau RNA (jutaan) dapat diurutkan secara paralel. Ini memungkinkan pengurutan seluruh genom organisme dalam waktu singkat, tidak seperti pengurutan Sanger yang membutuhkan lebih banyak waktu.
NGS memiliki banyak keunggulan dibandingkan metode Sanger sequencing konvensional. Ini adalah proses berkecepatan tinggi, lebih akurat dan hemat biaya yang dapat dilakukan dengan ukuran sampel yang kecil. NGS dapat digunakan dalam studi metagenomik, dalam mendeteksi variasi dalam genom individu karena penyisipan dan penghapusan, dll. Dan dalam analisis ekspresi gen.
Gambar_1: Perkembangan Pengurutan NGS
Apa itu Sanger Sequencing?
Sanger Sequencing adalah metode pengurutan yang dikembangkan oleh Frederick Sanger dan rekan-rekannya pada tahun 1977 untuk menentukan urutan nukleotida yang tepat dari fragmen DNA tertentu. Ia juga dikenal sebagai pengurutan terminasi rantai atau pengurutan Dideoksi. Prinsip kerja metode ini adalah penghentian sintesis untai dengan penggabungan selektif dari rantai yang mengakhiri dideoxynucleotides (ddNTPs) seperti ddGTP, ddCTP, ddATP dan ddTTP oleh DNA polimerase selama replikasi DNA. Nukleotida normal memiliki gugus 3 'OH untuk pembentukan ikatan fosfodiester antara nukleotida yang berdekatan untuk melanjutkan pembentukan untai. Namun, ddNTP kekurangan gugus 3 'OH ini dan tidak dapat membentuk ikatan fosfodiester antar nukleotida. Oleh karena itu, pemanjangan rantai dihentikan.
Dalam metode ini, untai tunggal DNA yang akan diurutkan berfungsi sebagai untai cetakan untuk sintesis DNA in vitro. Persyaratan lainnya adalah primer oligonukleotida, prekursor deoksinukleotida dan enzim DNA polimerase. Saat ujung mengapit dari fragmen target diketahui, primer dapat dengan mudah dirancang untuk replikasi DNA. Empat reaksi sintesis DNA terpisah dilakukan dalam empat tabung terpisah. Setiap tabung memiliki ddNTP terpisah, bersama dengan persyaratan lainnya. Dari nukleotida tertentu, campuran dNTP dan ddNTP ditambahkan. Demikian pula, empat reaksi terpisah dilakukan dalam empat tabung dengan empat campuran. Setelah reaksi, deteksi fragmen DNA dan konversi pola fragmen menjadi informasi sekuens dilakukan. Fragmen DNA yang dihasilkan didenaturasi panas dan dipisahkan dengan elektroforesis gel. Jika nukleotida radioaktif digunakan, pola pita pada gel poliakrilamida dapat divisualisasikan dengan autoradiografi. Jika metode ini menggunakan dideoksinukleotida yang diberi tag fluoresen, metode ini dapat dimitigasi dengan membaca gel dan dilewatkan melalui berkas laser untuk dideteksi oleh detektor fluoresen. Untuk menghindari kesalahan yang mungkin timbul ketika suatu urutan dibaca oleh mata dan dimasukkan secara manual ke dalam komputer, metode ini berkembang menjadi penggunaan sequencer otomatis yang digabungkan dengan komputer. Untuk menghindari kesalahan yang mungkin timbul ketika suatu urutan dibaca oleh mata dan dimasukkan secara manual ke dalam komputer, metode ini berkembang menjadi penggunaan sequencer otomatis yang digabungkan dengan komputer. Untuk menghindari kesalahan yang mungkin timbul ketika suatu urutan dibaca oleh mata dan dimasukkan secara manual ke dalam komputer, metode ini berkembang menjadi penggunaan sequencer otomatis yang digabungkan dengan komputer.
Ini adalah metode yang digunakan untuk mengurutkan DNA dari proyek Genom Manusia. Metode ini masih digunakan dengan modifikasi lanjutan karena memberikan informasi urutan yang akurat meskipun prosesnya mahal dan lambat.
Gambar_2: Urutan Sanger
Apa perbedaan antara NGS dan Sanger Sequencing?
Artikel Diff Tengah sebelum Tabel
NGS vs Sanger Sequencing |
|
| Next Generation Sequencing (NGS) mengacu pada proses sekuensing throughput tinggi modern. Ini menjelaskan sejumlah teknologi pengurutan modern yang berbeda | Pengurutan Sanger adalah metode pengurutan yang dikembangkan oleh Frederick Sanger untuk menentukan urutan nukleotida yang tepat dari fragmen DNA tertentu. |
| Efektivitas biaya | |
| NGS adalah proses yang lebih murah karena mengurangi waktu, tenaga dan bahan kimia. | Ini adalah proses yang mahal karena membutuhkan waktu, tenaga, dan lebih banyak bahan kimia. |
| Kecepatan | |
| Ini lebih cepat karena deteksi kimiawi dan deteksi sinyal dari banyak untai terjadi secara paralel. | Ini memakan waktu karena deteksi kimiawi dan deteksi sinyal terjadi sebagai dua proses terpisah dan hanya pada untai yang dapat membaca dalam satu waktu. |
| Keandalan | |
| NGS dapat diandalkan. | Pengurutan sanger kurang dapat diandalkan |
| Ukuran sampel | |
| NGS membutuhkan lebih sedikit DNA. | Metode ini membutuhkan DNA cetakan dalam jumlah besar. |
| Basis DNA per Fragmen Berurutan | |
| Jumlah basis DNA per fragmen sekuens lebih rendah dari metode Sanger | Urutan pembangkit lebih panjang dari urutan NGS. |
Ringkasan - Pengurutan NGS vs Sanger
NGS dan Sanger Sequencing adalah teknik sekuensing nukleotida yang banyak digunakan dalam Biologi Molekuler. Sanger sequencing adalah metode sekuensing awal yang digantikan oleh NGS. Perbedaan utama antara NGS dan Sanger Sequencing adalah NGS adalah proses berkecepatan tinggi, lebih akurat dan hemat biaya daripada Sanger sequencing. Kedua teknik tersebut menciptakan wabah besar dalam Genetika dan Bioteknologi.
