基礎(chǔ)知識——第一代測序技術(shù)---Sanger 法測序

測序發(fā)展過程

一、測序過程和原理

1.第一代測序技術(shù)---Sanger 法測序

  • 創(chuàng)始人:Frederick Sanger
    Frederick Sanger

Sanger在胰島素測序、RNA測序和DNA測序研究方面做出了重要貢獻吏口,并因此兩次獲得諾貝爾化學(xué)獎(1958和1980)浇揩。

  • Sanger測序原理介紹

首先经伙,將待測的DNA擴增翎猛,復(fù)制出很多相同的DNA,準(zhǔn)備足夠多的樣本量臼节。
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接下來撬陵,加熱這些樣本,使DNA變性网缝。雙鏈DNA分離開來巨税,成為單鏈DNA,只保留3‘-5’的那一條單鏈粉臊,稱之為模板鏈草添。
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將測序引物和模板鏈結(jié)合,從模版鏈的3’端位置開始扼仲。加入引物是因為DNA聚合酶不能重頭復(fù)制需要前面有一小段起點远寸。
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然后將添加完測序引物的DNA平均分散在四個反應(yīng)容器中
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接下來將DNA聚合酶抄淑,四個基本堿基的原料(dNTP)還有特異性的ddNTP分別加入這四個反應(yīng)容器中,每個反應(yīng)容器中只加入一種ddNTP驰后。

特異性的ddNTP就是一種變異過的堿基肆资,也有四種稱之為A,T,C,G,這種特殊的堿基也可以和對應(yīng)的堿基相結(jié)合,A-T,T-A,C-G,G-C倡怎。但是和普通堿基不同的是迅耘,當(dāng)他們和對應(yīng)堿基結(jié)合后贱枣,可以終止后續(xù)的其他結(jié)合监署,就是DNA的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就結(jié)束了。這就產(chǎn)生很多一邊完整(模板鏈)纽哥,一邊不完整(ddNTP存在的鏈)的DNA分子钠乏。 以黃色容器內(nèi)的反應(yīng)為例,黃色容器中加入了ddATP(A*)

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因為有DNA聚合酶春塌,還有堿基原料晓避,還有特殊堿基A*,在這個容器內(nèi)開始了DNA聚合反應(yīng)只壳。

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聚合酶將各個堿基連到模板鏈上俏拱,直到特殊堿基結(jié)合到模板鏈上,聚合反應(yīng)終止吼句。由于結(jié)合是隨機產(chǎn)生的锅必,所以特殊堿基A* 會隨機結(jié)合到某個T堿基上。

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同理在其他三個容器中發(fā)生的反應(yīng)與上面的反應(yīng)類似惕艳,等到反應(yīng)結(jié)束之后搞隐,將這四個容器中的產(chǎn)物放到電泳膠上。
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由于其磷酸鹽主鏈賦予的負(fù)電荷远搪,DNA從負(fù)極開始遷移劣纲,較小較輕長度的DNA進一步遷移到電泳版的底部。

就是我們剛剛提到的谁鳍,由于ddNTP隨機結(jié)合的位置不同癞季,形成的不完整DNA分子,這里不同的DNA分子就被區(qū)分開來了倘潜,并且分布在不同的位置上绷柒。

通過熒光標(biāo)記的方法,就會在膠片上留下記號窍荧,最后從下往上讀辉巡,就可以得到DNA的序列。
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  • Sanger測序特點

①優(yōu)點:方法簡便蕊退,分辨率高郊楣,測序片段長憔恳,流程細(xì)致,質(zhì)控環(huán)節(jié)多净蚤,污染低钥组,結(jié)果直觀可視,假性結(jié)果極低今瀑。

②缺點:測序試劑昂貴程梦,通量低,處理比較長的同聚物時也有自身的問題橘荠,例如很難以高可信度將7個A和8個A區(qū)分開來屿附。

  • Sanger測序應(yīng)用: 受限于通量低的特點,Sanger測序目前多用于少量DNA分子測序?qū)嶒炛懈缤H缥覀兂J褂玫膶|(zhì)粒挺份、PCR產(chǎn)物、單基因突變進行序列分析贮懈。
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