マキサムギルバート法とサンガーシーケンシングの違いは何ですか

NS 主な違い マキサムギルバート法とサンガー法の間のシーケンスは、マキサム-ギルバートシーケンシングは、核酸塩基特異的なDNAの部分的な化学修飾と、それに続く修飾ヌクレオチドに隣接する部位でのDNAバックボーンの切断に基づくDNAシーケンシングの化学的方法です。しかし、その一方で、サンガーシーケンシングは連鎖停止法であり、ジデオキシヌクレオチドを配列に組み込むことによってDNA配列の伸長を中断します。さらに、マキサムギルバートシーケンスでは、放射性物質やヒドラジンなどの危険な化学物質が大量に使用されます。ただし、サンガーシーケンシングでは危険性の低い化学物質を使用します。

マキサムギルバートとサンガーシーケンシングは、1970年代半ばに開発された2つの従来のDNAシーケンシング方法です。一般的に、それらはDNA分子のヌクレオチド塩基を決定する責任があります。

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マキサムギルバートシーケンシングとは

マキサムギルバートシーケンシングは、1977年から1980年にアランマクサムとウォルターギルバートによって開発された2つの従来のDNAシーケンシング方法の1つです。また、DNAシーケンシングの化学的方法として知られています。

概要

基本的に、この方法では、化学薬品によるDNA分子の末端標識と、それに続く4つの異なる化学反応におけるDNAの塩基の修飾が行われます。続いて、修飾されたA + G、G、C + T、およびC塩基の結合点でDNAが切断されます。続いて、標識された末端からヌクレオチド塩基の位置まで伸びる放射性フラグメントが合成される。最後に、PAGEは切断点を分離し、DNAの4つの塩基のそれぞれに対して4つの異なる切断パターンを生成します。

化学

マキサムギルバートシーケンスの手順は次のとおりです。

ガンマ-32PATPを使用したキナーゼ反応による5 '末端の放射性標識と精製
A + G、G、C + T、C塩基の4つの化学処理（ギ酸によるプリン（A + G）の脱プリン、硫酸ジメチルによるグアニン（G）のメチル化、ヒドラジンによるピリミジン（C + T）の加水分解、およびシトシンのみを加水分解する塩化ナトリウムの添加によるチミンのヒドラジン反応の阻害（C）
ホットピペリジンによる修飾DNAの切断;修飾された塩基の位置にある（CH2）5NHは、放射性標識された末端から最初の「切断」部位まで一連の標識されたフラグメントを生成します。
PAGE（ポリアクリルアミドゲル電気泳動）でのフラグメントのサイズ分画。
オートラジオグラフィーによる可視化、シーケンスの推測。

図1：マキサムギルバートシーケンス

重要性

基本的に、マキサムギルバートシーケンスの2つの主な重要な機能は、感度と特異性の両方があることです。したがって、それはベース間の良い区別を提供することができます。それでも、200〜300塩基の配列を分析するには数日かかります。一方、放射性元素と神経毒であるヒドラジンの両方を使用しています。

サンガーシーケンシングとは

サンガーシーケンシングは、1977年にフレデリックサンガーと同僚によって開発された2番目の従来のDNAシーケンシング方法です。重要なことに、それはアプライドバイオシステムズによって商品化されました。

概要

一般に、サンガーシーケンシングは、DNAポリメラーゼによるin vitro DNA複製による連鎖停止ジデオキシヌクレオチド（ddNTP）の取り込みに基づく連鎖停止法としても知られています。重要なことに、ddNTPは、入ってくるヌクレオチドとのホスホジエステル結合の形成に関与する3'-OH基を欠いており、修飾されたddNTPの取り込みによりDNAポリメラーゼがDNAの伸長を停止します。また、これらのddNTPは放射性または蛍光性のいずれかで標識されているため、塩基を検出できます。

化学

サンガーシーケンシングの手順は次のとおりです。

DNAサンプルをddATP、ddCTP、ddGTP、およびddTTPを使用した4つの別々のシーケンス反応に分割します。
蛍光標識（緑色色素を使用したddATP、青色色素を使用したddCTP、黄色色素を使用したddGTP、および赤色色素を使用したddTTP）
対応するddNTPを使用して個別のPCR反応を実行します。ここで、ジデオキシヌクレオチド濃度は、対応するデオキシヌクレオチドの濃度の約100分の1である必要があります。
変性ポリアクリルアミド-尿素ゲルにおける熱変性とアンプリコンの分離。 4つの反応は4つの個別のレーン（レーンA、T、G、C）の1つで実行されます。
DNA配列の可視化と決定。

図2：サンガーシーケンス

重要性

重要なことに、サンガーシーケンシングは非常に単純化されたDNAシーケンシング方法です。したがって、この方法の出現により、DNA配列決定が促進され、さまざまな遺伝子や生物の配列データをより迅速に蓄積できるようになりました。ただし、プロセスで多くの有害化学物質を使用していません。それでも、サンガーシーケンシング法の感度は比較的低いです。

マキサムギルバート法とサンガーシーケンシングの類似点

マキサムギルバート法とサンガー法の違い

意味

マキサムギルバートシーケンシングとは、ヌクレオチド特異的な部分化学修飾とそれに続くDNA切断に基づくDNAシーケンシングの方法を指します。対照的に、サンガーシーケンシングとは、invitroでのDNA複製中にDNAポリメラーゼによって鎖末端ジデオキシヌクレオチドを選択的に組み込むプロセスを指します。

によって開発された

マキサムギルバートシーケンスは1977年から1980年にアランマクサムとウォルターギルバートによって開発されましたが、サンガーシーケンスは1977年にフレデリックサンガーとその同僚によって開発されました。

として知られている

マキサムギルバートシーケンシングは化学的シーケンシング法であり、サンガーシーケンシングは連鎖終結法です。

化学薬品

マキサムギルバートシーケンシングは放射性物質やヒドラジンを含む大量の危険化学物質を使用しますが、サンガーシーケンシングは危険性の低い化学物質を使用します。

感度と特異性

マキサムギルバートシーケンスは感度が高く、特異性が高いのに対し、サンガーシーケンスは感度が低く、特異性が低くなります。

結論

マキサムギルバートシーケンシングは、2つの従来のDNAシーケンシング方法の1つです。一般的に、DNA鎖のヌクレオチド塩基を特異的に修飾するためにさまざまな化学物質を使用します。最終的に、修飾された部位でのDNAの切断により、塩基の決定が可能になります。重要なことに、この方法はより感度が高く、具体的です。ただし、有害な化学物質を使用しています。対照的に、サンガーシーケンシングは、広く使用されている2番目の従来のDNAシーケンシング方法です。通常、ラベル付けされたddNTPを使用して、4つのヌクレオチドのそれぞれでDNA複製中に連鎖成長を停止します。最後に、ゲル上での末端アンプリコンの分離により、DNA配列の決定が可能になります。ただし、この方法は、最初の方法に比べて特異性が低く、感度も低くなります。それでも、危険性の低い化学物質を使用しています。したがって、マキサムギルバート法とサンガー法の主な違いは、方法と重要性です。

参照：

1.「DNAシーケンシング」。 Integrated DNATechnologies。こちらから入手できます。

画像提供：

1.「マキサム-ギルバートシーケンスen」IncnisMrsi著。オリジナルはここで見ることができます：Maxam-Gilbertsequenceing.svg。（CC BY-SA 3.0）コモンズウィキメディア2経由。Estevezjによる「サンガーシーケンシング」–コモンズウィキメディア経由の自作（CC BY-SA 3.0）