Différence clé - Séquençage NGS vs Sanger
Le séquençage de nouvelle génération (NGS) et le séquençage Sanger sont deux types de techniques de séquençage de nucléotides développées au fil du temps. La méthode de séquençage Sanger a été largement utilisée pendant de nombreuses années et NGS l'a remplacée récemment en raison de ses avantages. le différence clé entre NGS et Sanger Sequencing est que NGS fonctionne sur le principe du séquençage simultané de millions de séquences de manière rapide via un système de séquençage, tandis que le séquençage Sanger fonctionne sur le principe de la terminaison de chaîne en raison de l'incorporation sélective de didésoxynucléotides par l'enzyme ADN polymérase. pendant la réplication de l'ADN et la séparation des fragments résultants par électrophorèse capillaire.
Qu'est-ce que le séquençage de nucléotides ?
Les informations génétiques sont stockées dans les séquences nucléotidiques de l'ADN ou de l'ARN d'un organisme. Le processus de détermination de l'ordre correct des nucléotides (à l'aide de quatre bases) dans un fragment donné (dans un gène, un groupe de gènes, un chromosome et un génome complet) est connu sous le nom de séquençage des nucléotides. Il est très important dans les études génomiques, les études médico-légales, la virologie, la systématique biologique, le diagnostic médical, la biotechnologie et dans de nombreux autres domaines pour analyser la structure et la fonction des gènes. Il existe différents types de méthodes de séquençage développées par les scientifiques. Parmi eux, le séquençage Sanger développé par Frederick Sanger en 1977 a été largement utilisé et popularisé pendant une longue période jusqu'à ce que le séquençage de nouvelle génération le remplace.
Qu'est-ce que NGS ?
Le séquençage de nouvelle génération (NGS) est un terme utilisé pour désigner les processus modernes de séquençage à haut débit. Il décrit un certain nombre de différentes technologies de séquençage modernes qui ont révolutionné les études génomiques et la biologie moléculaire. Ces techniques sont le séquençage Illumina, le séquençage Roche 454, le séquençage Ion Proton et le séquençage SOLiD (Sequencing by Oligo Ligation Detection). Les systèmes NGS sont plus rapides et moins chers. Quatre principales méthodes de séquençage d'ADN sont utilisées dans les systèmes NGS, à savoir; pyroséquençage, séquençage par synthèse, séquençage par ligation et séquençage ionique semi-conducteur. Un grand nombre de brins d'ADN ou d'ARN (des millions) peuvent être séquencés en parallèle. Il permet le séquençage de l'ensemble du génome des organismes dans un court laps de temps, contrairement au séquençage Sanger qui prend plus de temps.
NGS présente de nombreux avantages par rapport à la méthode Sanger de séquençage conventionnelle. Il s'agit d'un processus à grande vitesse, plus précis et plus rentable qui peut être réalisé avec un petit échantillon. Le NGS peut être utilisé dans les études métagénomiques, dans la détection des variations au sein d'un génome individuel dues aux insertions et aux délétions, etc. et dans l'analyse des expressions géniques.
Figure_1: Développements dans le séquençage NGS
Qu'est-ce que le séquençage Sanger ?
Sanger Sequencing est une méthode de séquençage développée par Frederick Sanger et ses collègues en 1977 pour déterminer l'ordre précis des nucléotides d'un fragment d'ADN donné. Il est également connu sous le nom de séquençage de terminaison de chaîne ou séquençage Dideoxy. Le principe de fonctionnement de cette méthode est l'arrêt de la synthèse des brins par incorporation sélective d'une chaîne terminant les didésoxynucléotides (ddNTP) tels que ddGTP, ddCTP, ddATP et ddTTP par l'ADN polymérase lors de la réplication de l'ADN. Les nucléotides normaux ont des groupes OH 3 'pour la formation d'une liaison phosphodiester entre les nucléotides adjacents pour continuer la formation du brin. Cependant, les ddNTP manquent de ce groupe OH 3' et sont incapables de former des liaisons phosphodiester entre les nucléotides. Par conséquent, l'allongement de la chaîne est interrompu.
Dans cette méthode, l'ADN simple brin à séquencer sert de brin matrice pour la synthèse d'ADN in vitro. D'autres exigences sont l'amorce oligonucléotidique, les précurseurs désoxynucléotidiques et l'enzyme ADN polymérase. Lorsque les extrémités flanquantes du fragment cible sont connues, les amorces peuvent être facilement conçues pour la réplication de l'ADN. Quatre réactions de synthèse d'ADN distinctes sont effectuées dans quatre tubes distincts. Chaque tube a des ddNTP séparés, ainsi que d'autres exigences. A partir du nucléotide particulier, un mélange de dNTP et de ddNTP est ajouté. De même, quatre réactions distinctes sont réalisées dans quatre tubes avec quatre mélanges. Après les réactions, la détection des fragments d'ADN et la conversion du modèle de fragment en informations de séquence sont effectuées. Les fragments d'ADN résultants sont dénaturés par la chaleur et séparés par électrophorèse sur gel. Si des nucléotides radioactifs sont utilisés, le motif de bandes dans le gel de polyacrylamide peut être visualisé par autoradiographie. Lorsque cette méthode utilise les didésoxynucléotides marqués par fluorescence, il peut être atténué par le gel lu et passé à travers un faisceau laser pour être détecté par le détecteur fluorescent. Pour éviter les erreurs qui pourraient survenir lorsqu'une séquence est lue à l'œil et saisie manuellement dans un ordinateur, cette méthode s'est développée dans l'utilisation d'un séquenceur automatisé couplé à l'ordinateur.
C'est la méthode utilisée pour séquencer l'ADN du projet Human Genome. Cette méthode est toujours utilisée avec des modifications avancées car elle donne des informations de séquence précises malgré le fait qu'il s'agisse d'un processus coûteux et lent.
Figure_2: Séquençage Sanger
Quelle est la différence entre le séquençage NGS et Sanger ?
Séquençage NGS vs Sanger |
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| Le séquençage de nouvelle génération (NGS) fait référence aux processus modernes de séquençage à haut débit. Il décrit un certain nombre de technologies de séquençage modernes différentes | Sanger Sequencing est une méthode de séquençage développée par Frederick Sanger pour déterminer l'ordre précis des nucléotides d'un fragment d'ADN donné. |
| Efficacité des coûts | |
| NGS est un processus moins cher car il réduit le temps, la main-d'œuvre et les produits chimiques. | C'est un processus coûteux car il prend du temps, de la main-d'œuvre et plus de produits chimiques. |
| Vitesse | |
| C'est plus rapide puisque la détection chimique et la détection du signal de nombreux brins se produisent en parallèle. | Cela prend du temps car la détection chimique et la détection du signal se déroulent comme deux processus distincts et seul un brin peut lire à la fois. |
| Fiabilité | |
| NGS est fiable. | Le séquençage de Sanger est moins fiable |
| Taille de l'échantillon | |
| NGS nécessite moins d'ADN. | Cette méthode nécessite une grande quantité d'ADN modèle. |
| Bases d'ADN par fragment séquencé | |
| Le nombre de bases d'ADN par fragment séquencé est inférieur à la méthode Sanger | Les séquences génératrices sont plus longues que les séquences NGS. |
Résumé - Séquençage NGS vs Sanger
NGS et Sanger Sequencing sont des techniques de séquençage de nucléotides largement utilisées en biologie moléculaire. Le séquençage Sanger est une méthode de séquençage précoce qui a été remplacée par NGS. La principale différence entre le NGS et le séquençage Sanger est que le NGS est un processus à grande vitesse, plus précis et plus rentable que le séquençage Sanger. Les deux techniques ont créé des épidémies majeures en génétique et en biotechnologie.
