DNA第一代,第二代,第三代测序的介绍.pdf

双脱氧链终止法又称为Sanger法
原理是:核酸模板在DNA聚合酶、引物、4种单脱氧核苷三磷酸(dNTP,其
中的一种用放射性P32标记)存在条件下复制时,在四管反应系统中分别按比例
引入4种双脱氧核苷三磷酸(ddNTP),因为双脱氧双脱氧链终止法又称为Sanger法
原理是:核酸模板在DNA聚合酶、引物、4种单脱氧核苷三磷酸(dNTP,其
中的一种用放射性P32标记)存在条件下复制时,在四管反应系统中分别按比例
引入4种双脱氧核苷三磷酸(ddNTP),因为双脱氧核苷没有3’-OH,所以只要
双脱氧核苷掺入链的末端,该链就停止延长,若链端掺入单脱氧核苷,链就可以
继续延长。如此每管反应体系中便合成以各自
的双脱氧碱基为3’端的一系列长度不等的核酸片段。反应终止后,分4个泳道进
行凝胶电泳,分离长短不一的核酸片段,长度相邻的片段相差一个碱基。经过放
射自显影后,根据片段3’端的双脱氧核苷,便可依次阅读合成片段的碱基排列顺
序。Sanger法因操作简便,得到广泛的应用。后来在此基础上发展出多种DNA
测序技术,其中最重要的是荧光自动测序技术。
荧光自动测序技术荧光自动测序技术基于Sanger原理,用荧光标记代替同位素标
记,并用成像系统自动检测,从而大大提高了DNA测序的速度和准确性。20世纪80年代
初Jorgenson和Lukacs提出了毛细管电泳技术(capillaryelectrophoresis)。
1992年美国的Mathies实验室首先提出阵列毛细管电泳(capillaryarrayelectrophores
is)新方法,并采用激光聚焦荧光扫描检测装置,25只毛细管并列电泳,
内可读出350bp,DNA序列,分析效率可达6000bp/h。1995年Woolley研究组用该技术进
行测序研究,使用四色荧光标记法,,在9min内可读取150个碱基,
准确率约97%。目前,应用最广泛的应用生物系统公司(ABI)3730系列自动测序仪即
是基于毛细管电泳和荧光标记技术的DNA测序仪。如ABI3730XL测序仪拥有96道毛细
管,4种双脱氧核苷酸的碱基分别用不同的荧光标记,在通过毛细管时
不同长度的DN***段上的4种荧光基团被激光激发,发出不同颜色的荧光,被CCD检
测系统识别,并直接翻译成DNA序列。
杂交测序技术杂交法测序是20世纪80年代末出现的一种测序方法,该方法不同于化
学降解法和Sanger法,而是利用DNA杂交原理,将一系列已知序列的单链寡核苷酸片段
固定在基片上,把待测的DNA样品片段变性后与其杂交,根据杂交情况排列出样品的序
列
序检测速度快,采用标准化的高密度寡核苷酸芯片能够大幅度降低检测的成本,具
有部分第二代测序技术的特点。但该方法误差较大,且不能重复测定焦磷酸测序(pyrosequencing)技术是近年来发展起来的一种新的DNA序列分
析技术,它通过核苷酸和模板结合后释放的焦磷酸引发酶级联反应,促使荧光素
发光并进行检测。既可进行DNA序列分析,又可进行基于序列分析的单核苷酸
多态性(SNP)检测及等位基因频率测定等。
1焦磷酸测序技术的原理及步骤
焦磷酸测序是由DNA聚合酶(DNApolymerase)、三