ההבדל העיקרי בין רצף שיבוט אחר שיבוט לרצף רובה ציד טמון בשיטת ההתנהגות שלהם. שיטת ריצוף שיבוט לפי שיבוט כוללת מיפוי של כרומוזומים ושיבוט לפני ריצוף בעוד שיבוט באמצעות רובה ציד משמיט את שלבי מיפוי הכרומוזומים וגם שלבי השיבוט במהלך הריצוף.
כפול על ידי רצף שיבוט ושיבוט על ידי רצף רובה ציד הן שתי שיטות של רצף גנום מודרני. רצף שיבוט אחר שיבוט הוא שיטה אמינה יותר לרצף. עם זאת, שיטת השיבוט על ידי רצף רובה ציד מהירה וזולה יותר. המאמר מתמקד בהבדל העדין בין רצף שיבוט אחר שיבוט לרצף רובה ציד.
מהו Clone by Clone Sequencing?
Clone by Clone Sequencing היא שיטה של רצף גנום. זה דורש מיפוי של כל כרומוזום לפני פיצול DNA. לאחר המיפוי, יש לפרק את ה-DNA לשברים באורך 150 קילו-בסיסים. מקטעים אלה מוכנים לאחר מכן לרצף. השלב הבא הוא החדרת שברי DNA לתוך כרומוזומי חיידקים מלאכותיים (BACs) ולאחר מכן לתוך תאי חיידקים. מכיוון שהשברים נמצאים כעת בתוך תאי החיידק, בכל פעם כשהחיידקים מתחלקים, גם שברי ה-DNA המוכנסים מתחלקים ומייצרים עותקים זהים רבים. לאחר מכן, ה-DNA של שיבוט חיידקים בודד מפוצל לשברים ארוכים של 500 זוגות בסיסים. הם שברים קטנים יותר וחופפים. לאחר מכן, הרצף מתרחש עם החדרת הפרגמנטים הללו לוקטור עם רצף DNA ידוע. החל מהרצף הידוע של הווקטור, הרצף ממשיך עד לרצף לא ידוע.
לאחר סיום הרצף, יש צורך לזהות את האזורים של רצפים חופפים.לאחר מכן, חיבור של השברים מתרחש ליצירת השברים הגדולים יותר שהוצגו בתחילה ב-BACs. לאחר מכן, ההרכבה של שברים גדולים יותר לתוך הכרומוזום מתבצעת על פי מפת הגנום.
איור 01: שיבוט לפי רצף שיבוט
היתרון המשמעותי של רצף שיבוט אחר שיבוט הוא שמפת הגנום שהוכנה מראש עוזרת להרכבה אמינה של שברים גדולים יותר. אבל, החיסרון של שיטת רצף זו הוא שהיא גוזלת זמן ליצור מפות גנום וליצור שיבוטים. עם זאת, זו הייתה השיטה המועדפת במהלך 'פרויקט הגנום האנושי'.
מהו Clone by Shotgun Sequencing?
Clone by shotgun sequencing היא שיטת רצף המפרקת באופן אקראי רצפי DNA לשברים קטנים רבים ומרכיבה מחדש את הרצף על ידי התבוננות באזורים החופפים.גנומים גדולים יותר של יונקים קשים לשבט ולהרכבה. זה נובע מהמורכבות המבנית והגודל שלהם. למרות ששיטת ריצוף השיבוט לפי שיבוט אמינה, לוקח זמן רב לרצף גנומים של אורגניזמים מורכבים. לכן, שיבוט על ידי רצף רובה ציד הפך לשיטת רצף זולה יותר אמינה שניתן לבצע מהר יותר. לפיכך, מדענים מודרניים מסתמכים על שיטת רצף זו כדי להתמודד עם גנומים מורכבים.
איור 02: שיבוט באמצעות רצף רובה ציד
במהלך שיטת שיבוט באמצעות רובה ציד, לא מתבצעים שלבי מיפוי ושיבוט גנום קונבנציונליים. בתחילה, הגנום כולו מקוטע לגדלים משתנים מ-20 קילו-בסיסים ל-300 קילו-בסיסים. לאחר מכן, מתרחש רצף.לאחר מכן, באמצעות תוכנת מחשב מתוחכמת, יש צורך להרכיב את השברים על ידי הסתכלות על האזורים החופפים.
שיבוט באמצעות רצף רובה ציד עוזר לשפר את הדיוק של רצפי הגנום הקיימים. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שהיא הרבה יותר מהירה ופחות יקרה משיטת ריצוף שיבוט אחר שיבוט. עם זאת, תהליך זה אינו כרוך בשימוש במפה גנטית. לפיכך, יש סיכוי גבוה יותר להתרחש שגיאות במהלך ההרכבה. לפיכך, זהו חיסרון גדול בשיטת רצף שיבוט באמצעות רובה ציד.
מהם הדמיון בין Clone by Clone Sequencing ו- Shotgun Sequencing?
- הן רצף שיבוט אחר שיבוט והן רצף רובה ציד הן שתי שיטות של רצף גנום.
- במהלך שתי טכניקות הרצף, הרכבה של קטעים מפורקים מתבצעת על ידי זיהוי אזורים חופפים.
- כמו כן, יש צורך בפירוק של DNA לשברים קטנים יותר עבור רצף שיבוט ורובה ציד.
מה ההבדל בין Clone by Clone Sequencing לבין Shotgun Sequencing?
טכניקת רצף שיבוט לפי שיבוט כוללת שני שלבים עיקריים: מיפוי כרומוזומים ושיבוט. לעומת זאת, שיבוט על ידי רצף רובה ציד אינו עוקב אחר שני השלבים הללו; הוא מפרק באופן אקראי רצפי DNA לשברים קטנים רבים ומרכיב מחדש את הרצף על ידי התבוננות באזורים החופפים. מכאן שזה ההבדל העיקרי בין רצף שיבוט אחר שיבוט לרצף רובה ציד. בשל גורם זה, רצף שיבוט אחר שיבוט הוא תהליך יקר וגוזל זמן בעוד שיבוט באמצעות רובה ציד הוא מהיר וזול יותר.
עם זאת, שגיאות במהלך ההרכבה נוטות פחות להתרחש במהלך שיבוט אחר רצף שיבוט. לפיכך, יש לו אמינות גבוהה. עם זאת, שיבוט על ידי רצף רובה ציד הוא יחסית טכניקה פחות אמינה. אז זהו גם הבדל משמעותי בין רצף שיבוט אחר שיבוט לרצף רובה ציד.
גרפיקת המידע למטה מציגה מידע נוסף לגבי ההבדל בין רצף שיבוט אחר שיבוט לרצף רובה ציד.
סיכום – שיבוט לפי רצף שיבוט לעומת רצף רובה ציד
בסיכום ההבדל בין רצף שיבוט אחר שיבוט לרצף רובה ציד, ריצוף שיבוט לפי שיבוט ורצף רובה ציד הן שתי שיטות של רצף גנום. עם זאת, טכניקת רצף שיבוט אחר שיבוט כוללת גם מיפוי גנום וגם תהליכי שיבוט בעוד שיבוט באמצעות רצף רובה ציד לא. אז זה ההבדל העיקרי בין רצף שיבוט אחר שיבוט לרצף רובה ציד. מכיוון שמיפוי הגנום מתרחש במהלך שיבוט אחר רצף שיבוט, סביר להניח שטעויות יתרחשו במהלך הרכבת הרצפים.אבל, שיבוט על ידי רצף רובה ציד הוא תהליך הרבה יותר מהיר וזול. עם זאת, הוא פחות אמין יחסית. ריצוף שיבוט אחר שיבוט היה שיטת הריצוף המועדפת במהלך 'פרויקט הגנום האנושי'. אבל, הביולוג המולקולרי המודרני מסתמך יותר על שיבוט על ידי רצף רובה ציד.
