第一代DNA測序技術 第一代測序技術主要基于化學降解法和雙脫氧鏈終止法的原理,當今仍廣泛使用的熒光自動DNA測序技術就是基于雙脫氧鏈終止法衍生而來。下面簡單介紹一下二者的基本原理: 基本原理: 將待測DNA的5‘端的磷酸基團作放射性標記(目的是為了后續(xù)讀序的DNA都是帶放射性標記的,保證5‘端相同),然后利用特定的化學修飾劑對特定的堿基進行修飾,并在降解反應中從眾多被修飾堿基處發(fā)生隨機斷裂,所以其降解產物中帶放射性標記的單鏈DNA的3‘末端的堿基為該特定堿基。 四種化學修飾劑可對應四種情況,最后利用聚丙烯酰胺凝膠電泳分離DNA,通過放射自顯影顯示分離結果,按照從下往上的順序進行讀序,如圖1(G+A和T+C指化學修飾劑對二者都能修飾),讀序結果為5’ TAGTATAGCTG 3’。 圖一:化學降解法電泳后讀序示意圖 特點: 1.測序長度大約為250個堿基,準確度較高; 2.可直接測未克隆的DNA片段,不需進行酶催化反應; 3.特別適合測定含有如5-甲基腺嘌呤、G+C含量較高等特殊DNA片段以及短鏈寡核苷酸片段的序列。 基本原理: 示意圖如圖二,雙脫氧鏈終止法利用了雙脫氧核苷酸能參與DNA復制卻因缺乏3‘羥基而終止DAN合成的特性,往DNA合成反應體系中少量加入一種雙脫氧核苷酸,該雙脫氧核苷酸就會隨機摻入新合成DNA鏈中,使反應體系中產生長短不一的DNA鏈,但這些DNA的3’端的堿基即為該雙脫氧核苷酸所含的堿基,最后進行四種含對應雙脫氧核苷酸的DNA復制合成體系,將反應后DNA利用聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,從下往上進行讀序。 圖二:雙脫氧鏈終止法示意圖 序列分析的工作模式:
常用的DNA測序儀有ABI Prism DNA Sequencer 系列的310、3700和3730XL型號如圖三。 圖三:ABI Prism DNA Sequencer 3730XL型 |
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