Tofauti kuu kati ya mpangilio wa bunduki na upangaji wa kizazi kijacho ni kwamba mpangilio wa bunduki ni njia ya kupanga ambayo hutenganisha nasibu mifuatano ya DNA katika vipande vidogo vingi na kuunganisha upya mfuatano huo kwa kuchunguza maeneo yanayopishana huku Next Generation Sequencing (NGS) ni mbinu ya hali ya juu ya mpangilio wa kijeni ambayo inategemea kapilari electrophoresis.
Mfuatano ni mchakato unaobainisha mpangilio sahihi wa nyukleotidi katika jeni, nguzo ya jeni, kromosomu na jenomu kamili. Ni muhimu sana katika masomo ya jeni, tafiti za kiuchunguzi, virusi, utaratibu wa kibiolojia, uchunguzi wa kimatibabu, teknolojia ya kibayoteknolojia na katika nyanja nyingine nyingi kuchanganua muundo na kazi ya jeni na utambuzi wa viumbe. Zaidi ya hayo, kuna aina tofauti za mbinu za mpangilio zinazopatikana. Upangaji wa bunduki ya risasi na Mfuatano wa Kizazi Kijacho ni mbinu mbili za hali ya juu miongoni mwazo.
Mfuatano wa Shotgun ni nini?
Mfuatano wa Shotgun ni mbinu ya kupanga ambayo hugawanya kwa nasibu mpangilio wa DNA wa kromosomu nzima au jenomu nzima kuwa vipande vingi vidogo na kukusanya upya mfuatano huo na kompyuta kwa kuangalia mfuatano au maeneo yanayopishana. Kwa ujumla, jenomu za mamalia ni changamano kimuundo na ukubwa mkubwa. Kwa hivyo, ni ngumu kuratibu kwa kuiga kwa kuwa inachukua muda. Mlolongo wa bunduki ni njia ya haraka zaidi. Pia ni nafuu kutekeleza. Kwa hivyo, wanasayansi wa kisasa wanategemea mbinu ya kupanga bunduki ili kukabiliana na jenomu changamano.
Kielelezo 01: Mfuatano wa Shotgun
Mchakato wa kupanga bunduki ni rahisi kwa kulinganisha. Huanza kwa kugawanya jenomu nzima katika ukubwa tofauti kutoka besi za kilo 20 hadi besi za kilo 300. Kisha kila kipande kinapaswa kupangwa kwa kutumia njia ya kukomesha mnyororo. Baada ya mpangilio, ni muhimu kukusanya vipande kwa kuangalia kanda zinazoingiliana kwa kutumia programu ya kompyuta ya kisasa. Ramani ya kawaida na cloning ya mlolongo sio lazima kwa njia hii. Zaidi ya hayo, matumizi ya ramani ya kijeni haifanyiki kwa njia hii. Hata hivyo, kwa kuwa hakuna matumizi ya ramani zilizopo za jenomu, makosa wakati wa mkusanyiko yana uwezekano mkubwa wa kutokea. Ni moja ya hasara kuu za njia hii. Zaidi ya hayo, vipande vifupi hutoa habari isiyo ya kipekee kwa kila inayosomwa kwa njia hii. Zaidi ya hayo, mpangilio wa bunduki unashindwa kutoa data ya kutosha ili kubainisha mfuatano wa maafikiano katika kiwango kinachohitajika cha usahihi.
Licha ya kuwa na hitilafu zilizotajwa hapo juu, mbinu ya kupanga bunduki kwa sasa ndiyo mbinu bora zaidi na ya gharama nafuu ya kupanga jeni za vijidudu, ikiwa ni pamoja na bakteria, virusi na chachu. Ni kwa sababu jenomu zao hazina sehemu zinazojirudiarudia ambazo ni vigumu kuratibu, na inawezekana kuunganisha jenomu hizi kwa urahisi katika kromosomu bila hitilafu.
Mfuatano wa Kizazi Kijacho ni nini?
Next Generation Sequencing (NGS) ni neno linalotumiwa kurejelea michakato ya kisasa ya upangaji matokeo ya juu. Inafafanua idadi ya teknolojia tofauti za kisasa za kupanga mpangilio ambazo zilileta mapinduzi katika masomo ya jeni na Biolojia ya Molekuli. Mbinu hizi ni pamoja na mpangilio wa Illumina, mpangilio wa Roche 454, upangaji wa Ion Proton na upangaji wa SOLiD (Kufuatana na Kugundua Ligation ya Oligo). Mifumo ya NGS ni ya haraka na ya bei nafuu. Mbinu nne kuu za mpangilio wa DNA hutumiwa katika mifumo ya NGS: pyrosequencing, mfuatano kwa usanisi, mfuatano kwa kuunganisha na mpangilio wa semiconductor ya ioni. Idadi kubwa ya nyuzi za DNA au RNA (mamilioni ya) zinaweza kupangwa sambamba na NGS. Huruhusu mpangilio wa jenomu zima la viumbe ndani ya muda mfupi.
Kielelezo 02: Mpangilio wa Kizazi Kijacho
NGS ina faida tofauti. Ni mchakato wa kasi ya juu, sahihi zaidi na wa gharama nafuu ambao unaweza kufanywa na saizi ndogo ya sampuli. Kwa hivyo, huwezesha uchanganuzi wa jenomu nzima ya binadamu katika jaribio moja la mfuatano. Zaidi ya hayo, NGS inaweza kutumika katika tafiti za metagenomic, katika kugundua tofauti ndani ya jenomu ya mtu binafsi kutokana na kuingizwa na kufuta, nk, na katika uchanganuzi wa usemi wa jeni. Zaidi ya hayo, NGS inaweza kuchanganua nakala nzima kutoka kwa idadi kubwa ya tishu kwa wakati mmoja. Kwa hivyo, NGS imeleta mapinduzi makubwa katika uchanganuzi wa nakala.
Je, Kuna Ufanano Gani Kati ya Upangaji wa Shotgun na Mfuatano wa Kizazi Kijacho?
- Mfuatano wa bunduki na upangaji wa kizazi kijacho ni mbinu mbili za mpangilio wa jenomu.
- Njia zote mbili ni za haraka.
- Aidha, hizo ni mbinu za gharama nafuu.
- Zina uwezo wa kupanga vipande vingi vya DNA sambamba.
Kuna tofauti gani kati ya Mfuatano wa Shotgun na Mfuatano wa Kizazi Kijacho?
Mfuatano wa bunduki ya risasi na upangaji wa kizazi kijacho ni mbinu mbili za kina za upangaji. Njia ya upangaji wa bunduki ya risasi huvunja kwa nasibu mpangilio wa DNA wa kromosomu nzima au jenomu nzima kuwa vipande vingi vidogo na kukusanya upya mfuatano huo na kompyuta kwa kuangalia mfuatano au maeneo yanayopishana. Kinyume chake, Upangaji wa Kizazi Kinachofuata (NGS) ni neno linalorejelea michakato ya kisasa ya upangaji matokeo ya juu. Kwa hivyo, hii ndio tofauti kuu kati ya mpangilio wa bunduki na mpangilio wa kizazi kijacho. Zaidi ya hayo, mpangilio wa kizazi kijacho ni mbinu ambayo inategemea electrophoresis ya capillary, wakati mpangilio wa bunduki hautegemei. Kwa hivyo, hii pia ni tofauti kati ya mpangilio wa bunduki na mpangilio wa kizazi kijacho. Zaidi ya hayo, kwa kulinganisha na mpangilio wa bunduki, mpangilio wa kizazi kijacho ni nyeti sana na sahihi sana.
Muhtasari – Upangaji wa Shotgun dhidi ya Mfuatano wa Kizazi Kijacho
Mfuatano wa bunduki ya risasi na upangaji wa kizazi kijacho ni mbinu mbili za mpangilio zinazotumika katika mpangilio wa jenomu. Njia zote mbili ni za haraka na za gharama nafuu. NGS hufanya kazi kwa kanuni ya kupanga mamilioni ya mifuatano kwa wakati mmoja kwa njia ya haraka kupitia mfumo wa mpangilio. Kinyume chake, upangaji wa bunduki unahitaji kuvunjwa kwa jenomu katika vipande vidogo na kupanga na kuunganisha tena kwa kutumia mifuatano inayopishana. Kwa hivyo, hii ni muhtasari wa tofauti kati ya mpangilio wa bunduki na mpangilio wa kizazi kijacho.
