Rozdiel medzi metagenomikou a metatranscriptomikou

kľúčový rozdiel medzi metagenomikou a metatranscriptomikou závisí od typu biomolekúl študovaných v každej oblasti. Metagenomika študuje DNA, jej sekvencie a jej správanie v organizmoch, zatiaľ čo metatranscriptomika študuje transkribovanú DNA, najmä sekvencie mRNA a jej správanie v organizmoch..

Metagenomika a metatranscriptomika sú dve oblasti, ktoré si v priebehu rokov získali veľkú popularitu vo vzťahu k mikrobiálnej komunite. Sú dôležité v zdravotníckej, priemyselnej a poľnohospodárskej biotechnológii. Metagenomika aj metatranscriptomika umožňujú štúdium jednotlivých organizmov v komunite a ich funkčných úloh, ktoré sú prospešné alebo škodlivé.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je to metagenomika 
3. Čo je to metatranscriptomika
4. Podobnosti medzi metagenomikou a metatranscriptomikou
5. Porovnanie bok po boku - metagenomika verzus metatranscriptomika v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie

Čo je to metagenomika?

Metagenomika je oblasť štúdia, ktorá skúma kyselinu deoxyribonukleovú (DNA). Je to najrelevantnejšie pre mikrobiálnu komunitu. V porovnaní s genomikou je to aj vyspelejšie pole. V genomike prebieha analýza DNA konkrétneho organizmu. Metagenomika však zahŕňa analýzu genetického materiálu v komunite organizmov. To umožňuje študovať chovanie spoločenstva organizmov prislúchajúcich jednej podmienke alebo jednému prostrediu.

Obrázok 01: Metagenomika

Hlavnou technikou zahrnutou v štúdiách metagenomiky je sekvenovanie novej generácie (NGS), ktoré využíva technológiu mikročipov. Metódy NGS môžu analyzovať viac organizmov v jednej reakcii na prítomnosť alebo neprítomnosť špecifických sekvencií DNA. Tieto sekvencie DNA môžu byť zodpovedné za jeden chorobný stav alebo stav životného prostredia. S využitím metagenomických poznatkov sa teda skríning organizmov dá vykonať ľahko a presne. Sekvenovanie počas NGS prebieha v krátkych čítaniach a prebieha profilovanie DNA organizmov. Sekvencia DNA zo 16. rokov je populárnou sekvenciou študovanou v metagenomike týkajúcej sa mikroorganizmov.

Po sekvencovaní spoločenstva organizmov by sa malo vykonať zarovnanie sekvencií. Na plnenie úlohy zarovnania sa používajú nástroje, ako je napríklad nástroj Základná lokálna zarovnanie (BLAST). Po zarovnaní poskytuje fylogenetický strom vzťah každého organizmu v komunite a podrobnosti týkajúce sa jeho správania.

Čo je to metatranscriptomika?

Metatranscriptomika je oblasť štúdia, ktorá sa zaoberá transkriptom organizmu. Transkriptóm predstavuje celé RNA sekvencie transkribované počas DNA transkripcie. Sekvencie mRNA prítomné v transkripte poskytujú informácie o genetickej expresii. Metatranscriptomika je analýza viacerých transkriptov v populáciách alebo komunitách.

Obrázok 02: Analýza transkriptómu

Metatranscriptomické štúdie tiež používajú mikroarray technológie na nájdenie sekvencií krátkych prečítaných sekvencií. Okrem toho metatranscriptomika zahŕňa aj dôkladnú bioinformatickú analýzu s použitím nástrojov na zarovnanie a metód navrhovania stromov. Oblasť metatranscriptomiky je však v porovnaní s metagenomikou oveľa ťažšia. Extrakcia mRNA alebo RNA ako celku nie je taká ľahká, ako sa zdá. Pretože RNA je veľmi náchylná k deštrukcii a má veľmi krátku životnosť, ich údržba a skladovanie by mohli byť možným dotazom.

Aké sú podobnosti medzi metagenomikou a metatranscriptomikou?

• Metagenomika a metatranscriptomika sú techniky s vysokou priepustnosťou na analýzu spoločenstiev organizmov, najmä mikrobiálnych spoločenstiev.
• Obidve techniky používajú na odvodenie zistení technológiu microarray.
• Získané výsledky sa často analyzujú pomocou zarovnania BLAST a fylogenetických stromov.
• Okrem toho sa obidve techniky nezameriavajú na jeden organizmus, ale na skupinu alebo organizmy spoločenstva.
• Okrem toho sa obidva pojmy skúmajú najmä vo vzťahu k mikróbom - hlavným dôvodom boli ich rôzne úlohy.

Aký je rozdiel medzi metagenomikou a metatranscriptomikou?

Metagenomika a metatranscriptomika zahŕňajú analýzu genetickej hmoty v spoločenstve organizmov. Teda metagenomika sa týka vzorov a sekvencií DNA, zatiaľ čo metatranscriptomika sa týka analýzy mRNA alebo transkribovanej DNA. Toto je kľúčový rozdiel medzi metagenomikou a metatranscriptomikou.

Okrem toho sa extrakčný postup u oboch techník líši; metagenomika zahŕňa postupy extrakcie DNA a metatranscriptomika zahŕňa postupy extrakcie RNA. Preto je to tiež významný rozdiel medzi metagenomikou a metatranscriptomikou.

Nižšie uvedený infographic sumarizuje rozdiel medzi metagenomikou a metatranscriptomikou:

Zhrnutie - metagenomika vs metatranscriptomika

Metagenomika a metatranscriptomika sú nové študijné odbory, ktoré analyzujú spoločenstvo organizmov na konkrétny stav. Metagenomika sa teda týka analýzy DNA sekvencií. Naopak, metatranscriptomika sa týka analýzy RNA sekvencií alebo transkribovaných produktov DNA. V tomto ohľade metatranscriptomika umožňuje identifikáciu génovej expresie pre konkrétny prípad. Obidve sú dôležité pri analýze mutácií a ich účinkov. Jedná sa o rýchle a spoľahlivejšie techniky používané pri diagnostike vopred. Toto je zhrnutie rozdielu medzi metagenomikou a metatranscriptomikou.

referencie:

1. Aguiar-Pulido, Vanessa a kol. "Metagenomické, metatranscriptomické a metabolomické prístupy pre analýzu mikróbov." Evolutionary Bioinformatics Online, LibertasAcademica, 12. mája 2016, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „pcbi.1002808.g001“ autor: Phylogeny Figures (CC BY 2.0) prostredníctvom služby Flickr
2. „Transcriptome fig 3“ Autor: Danny556 (diskusia) - vytvorený (C BY-SA 3.0) prostredníctvom služby Flickr