遗传代谢性疾病的基因诊断
代谢性疾病的诊断和管理
临床表现与危害
临床表现
代谢性疾病的临床表现多样，如糖尿病表现为多饮、多食、 多尿和体重下降；肥胖症表现为体重超标、脂肪堆积等。
危害
代谢性疾病可导致多种并发症，如心血管疾病、脑血管疾病 、肾脏疾病等，严重影响患者的生活质量和预期寿命。此外 ，代谢性疾病还给家庭和社会带来沉重的经济负担。
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诊断方法与标准
CT和MRI
对于软组织代谢性疾病如 肥胖、脂肪肝等，CT和 MRI可提供更详细的组织 结构和病变信息。
超声检查
对于甲状腺、胰腺等内分 泌器官，超声检查可评估 器官形态和血流情况。
诊断标准与流程
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病史采集
详细了解患者症状、家族史、 生活习惯等，为诊断提供依据
。
体格检查
全面评估患者身体状况，包括 身高、体重、血压、心率等， 以及特定疾病的体征表现。
根据代谢紊乱的类型和临床表现 ，代谢性疾病可分为糖尿病、肥 胖症、高血脂症、痛风等多种类 型。
发病原因及机制
遗传因素
部分代谢性疾病具有家族聚集性，与 遗传基因变异有关。
病理生理机制
代谢性疾病的发生与胰岛素分泌不足 或胰岛素抵抗、脂肪代谢异常、嘌呤 代谢异常等病理生理机制有关。
环境因素
不良的生活习惯（如饮食不规律、缺 乏运动等）、环境污染等环境因素可 导致代谢紊乱。
器官移植
对于某些代谢性疾病导致的器官功能 衰竭，如终末期肾病，器官移植可能 是一种挽救生命的治疗手段。
其他手术
根据患者具体情况和医生建议，可能 需要进行其他类型的手术治疗。
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并发症预防与处理
常见并发症类型
肾脏疾病
如糖尿病肾病、高 血压肾病等。
遗传代谢病
遗传代谢病天津市中心妇产科医院新生儿科郑军一、定义遗传病代谢病（inherited metabolic disorders IMD)又称先天性代谢缺陷病(inbornerror of metabolism IEM), 是遗传性生化代谢缺陷的总称。
是因维持机体正常代谢的某种酶、载体蛋白、膜或受体等的编码基因发生突变，导致其编码的产物功能发生改变，而出现相应的病理床症状的一类疾病。
大多数为常染色体隐性遗传。
在父母有同宗病史、曾有不明原因新生儿死亡、家族中有同样严重疾病史时，临床医师应警惕IEM可能。
某些IEM如尿素循环病-鸟氨酸转氨甲酰酶(OTC)缺乏为X连锁疾病。
先天代谢病(IEM)患儿一般出生时表现正常。
新生儿期发病者一般在出生后数小时或数天出现症状。
因新生儿应急反应和代偿能力有限，先天代谢病常与感染、严重心肺功能不良等疾病的临床表现类似。
当出现有这些非特异表现时高度怀疑先天代谢病很重要，因大多数疾病如果不及时诊治会很快导致死亡。
即使某些代疾病目前尚无法治疗，但明确诊断对以后妊娠的产前诊断会有关键作用。
二、发生率虽然每一种先天代谢病都比较罕见，但因其种类繁多，故其总发生率可高达1/2000。
约有100种先天代谢病在新生儿期会出现临床表现。
三、临床特点1、孕期孕有长链3-羟辅酶A脱氢酶缺乏(LCHADD)及其它脂肪酸氧化疾病胎儿的孕妇可在孕期发生急性脂肪肝及溶血、肝酶升高、血小板减少（HELLP综合征）。
但大多数IEM孕期正常。
2、发病时间、方式根据新生儿期出现时间及方式划分二组。
中毒型典型病程是出生时表现健康、无症状，随后临床进行性恶化。
首发症状一般是喂养困难、呕吐、继而神经症状恶化，有嗜睡、呼吸暂停、惊厥、昏迷。
典型疾病为有机酸中毒、尿素循环病（UCD）。
能量缺乏型，最常见表现为势不可挡的神经系统表现，呼吸暂停、惊厥、昏迷，没有无症状期。
此组疾病有线粒体、微体病，非酮性高甘氨酸血症(NKH)，钼辅助因子缺乏，原发乳酸酸中毒。
遗传性疾病的分子诊断和治疗研究
遗传性疾病的分子诊断和治疗研究遗传性疾病是指由基因突变引发的疾病，这些病症可能影响人体的任何器官和系统，给患者和家庭带来极大的困扰。
遗传性疾病的发生率在不断增加，同时也在不断地给医学研究带来挑战。
分子诊断和治疗研究是解决遗传性疾病问题的关键。
一、遗传性疾病的基础知识遗传性疾病是基因异常引发的疾病，主要包括单基因遗传病和常染色体遗传病。
单基因遗传病主要是由第一型基因突变引起的，如先天代谢障碍、遗传性视网膜变性等；常染色体遗传病则是由第二型基因突变引起的，如成人多囊肾、色盲等。
随着人类基因组计划的完成，越来越多的遗传性疾病已经通过基因检测得到确诊。
例如，某些先天性失听、先天性心脏病、遗传性肝病等基因疾病，通过基因检测可以提前预防和治疗。
二、分子诊断技术在遗传性疾病中的应用分子诊断技术是近年来发展最快的遗传性疾病诊断技术之一。
它通过检测DNA或RNA等分子水平上的异常和变化，来鉴定致病基因和其表达水平，进而确定疾病类型。
分子诊断技术包括串联反应（PCR）、Southern blotting、Northern blotting、Sanger测序等技术。
其中，PCR技术的应用范围最广，可检测单基因遗传病、细菌、病毒等。
Southern blotting和Northern blotting则主要用于检测基因突变和RNA的稳定性和表达水平。
Sanger测序则是基于目标DNA序列的测序技术，主要用于检测大片段基因区域的变异情况。
分子诊断技术在遗传性疾病中的应用是十分广泛的，特别是在单基因遗传病和常染色体遗传病的诊断中。
例如，进行PCR扩增并检测亚细胞膜的胆固醇过高转移酶（ABCA1）基因，可以诊断出家族性高胆固醇血症；进行Sanger测序检测fktn基因突变可判断某些患者是否患上了肌萎缩性脊髓侧索硬化症（SMA）；进行Southern blotting和Northern blotting都可以检测肾功能障碍、膜性肾病和肾输尿管先天性畸形等其他遗传性疾病。
常见遗传代谢性肝病的基因诊断进展
常见遗传代谢性肝病的基因诊断进展
张艳玲;马昕;邓莉
【期刊名称】《中华实用儿科临床杂志》
【年(卷),期】2012(027)007
【摘要】遗传代谢性肝病是因基因缺陷而导致代谢异常的一大类疾病,随着我国疾病谱的变化,这些疾病日益引起人们重视.由于疾病的复杂性以及常规诊断方法的局限性,早期的确切诊断往往难以实现.现代分子生物学对遗传代谢性肝病发病及遗传机制的深入认识使基因诊断成为可能.现对一些常见的遗传代谢性肝病的常见基因变异位点及其在疾病发生中的作用进行总结,介绍通过基因检测诊断这类疾病的方法.
【总页数】3页(P473-475)
【作者】张艳玲;马昕;邓莉
【作者单位】首都儿科研究所消化内科,北京100020;首都儿科研究所消化内科,北京100020;首都儿科研究所消化内科,北京100020
【正文语种】中文
【中图分类】R725.7
【相关文献】
1.常见遗传代谢性肝病的基因诊断进展 [J], 马昕;邓莉;张艳玲
2.不明原因肝病元凶之遗传代谢性肝病 [J], 朱研;邓国宏;向密
3.重视和推进对遗传代谢性肝病的认识和研究 [J], 白洁;郑素军
4.遗传代谢性肝病患者临床和基因突变特征分析 [J], 王帅;张威;张帆;钱珍;王亚如;辛雪萍
5.基因检测,助力遗传代谢性肝病精准诊断 [J], 屈德意
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神经遗传代谢性疾病的实验室检查
酶缺陷 • 呼吸链酶复合体活性
神经系统疾病的酶学检测
生物素缺乏症 生物素缺乏症
酶缺陷 • 生物素酶活性分析
• 另一类为含量测定,多采用免疫技术(放射免 疫化学、免疫化学、酶联免疫吸附法等)
神经系统疾病的酶学检测
溶酶体病
酶缺陷
• 1、异染性脑白质营养不良 • 1、芳香硫脂酶A
• 2、球形细胞脑白质营养不 • 2、 β半乳糖脑苷脂酶
良
• 3、α半乳糖苷酶
• 3、Fabry病
• 4、酸性神经酰胺酶
• 4、Farber病(脂肪肉芽肿病) • 5、鞘磷脂酶
• ③基因层面:检测染色体畸变或基因的突变。
1.生物化学检测
• (1)液相色谱串联质谱法(LCMS/MS):血液氨 基酸和脂肪酸代谢分析是诊断氨基酸类和 脂肪酸类遗传代谢性疾病较为直接的诊断 依据,以往应用的滤纸层析和薄层层析等定 性和半定量检测氨基酸的方法现已甚少采 用,目前氨基酸定量分析的主流方法为氨基 酸自动分析仪及更为灵敏高效的液相色谱 串联质谱法。
• 检测血中植烷酸含量,是诊断 Refsum病的特 异指标。
2.酶学检测
• 在遗传性代谢病中,许多单基因病是由于酶 或蛋白质的质或量异常的结果,酶或蛋白质 的定性和定量分析是确诊单基因病的重要 方法。
• 酶的检测方法有两类,一类是活性测定,多采 用生物发光技术(荧光法、核素掺入法、电 化学法比色法和酶促法等),
5、Niemann-pick病
• 6、葡萄糖脑苷脂酶
• 6、 Gaucher病
• 7、β己糖胺酶A
• 7、Tay- Sachs病
神经系统疾病的酶学检测
糖原累积病
• 1型糖原累积病 • 2型糖原累积病( Pompe病) • 3型糖原累积病 • 4型糖原累积病 • 5型糖原累积病( Mcardel病) • 6型糖原累积病 • 7型糖原累积病 • 8型糖原累积病 • 9型糖原累积病 • 10型糖原累积病
遗传代谢性疾病解读
遗传代谢性疾病解读作者：张敏来源：《人人健康》2018年第05期张敏博士，副主任医师，中国人民解放军第三0二医院青少年肝病诊疗与研究中心主任。
对病毒性肝炎肝纤维化、肝硬化、自身免疫性肝炎、肝功异常待查等疾病的诊治积累了较丰富临床经验。
在国内外期刊发表学术论文50余篇，获全军医学科技进步三等奖2项，承担军队级科研项目3项。
出诊时间：每周星期一、星期四上午出诊。
我们都知道，基因是指能够表达和产生一定功能产物的核酸序列（DNA或RNA），我们每个人的遗传密码都编写在自己的基因组里。
一旦基因发生突变，即DNA分子中的碱基序列会因为外界环境或其他因素影响，发生异常改变（变异），导致相应密码子决定的蛋白质发生改变，遗传性状改变，影响了蛋白质的正常功能，这时临床上就有可能出现遗传性疾病。
遗传代谢性疾病大多为单基因病，属常染色体隐性遗传。
如果致病基因位于常染色体上，杂合状态下发病的称为常染色体显性遗传病；杂合状态下不发病，纯合状态下才发病的称常染色体隐性遗传病。
如果致病基因位于X染色体上，依传递方式不同，可分为X-连锁显性或隐性遗传病。
除了单基因病，还有一部分遗传代谢病是线粒体病。
之所以提出这个分类是因为线粒体中所含的DNA是独立于细胞核染色体外的遗传物质，称线粒体基因组，这些基因突变所导致的疾病，称线粒体基因病。
如帕金森病、母系遗传出糖尿病等。
此外，还有一些代谢病是多基因遗传病：由多对基因与环境共同作用产生的遗传病。
这些基因单独对遗传性状的作用较小，称为微效基因，几种微效基因累加起来，就产生明显的表型效应，如高血压、糖尿病等。
遗传代谢病的代谢紊乱主要表现为以下几个方面：（1）代谢终末产物缺乏，正常人体所需的产物合成不足或完全不能合成，临床上出现相应症状。
（2）受累代谢途径的中间和（或）旁路代谢产物蓄积，引起相应的细胞、器官肿大，出现毒性和代谢紊乱。
（3）代谢途径受阻，物质的供能和功能障碍导致功能不足。
按影响的代谢路径分类，遗传代谢病的种类大致可分1.糖代谢缺陷，如果糖不耐症等。
原醛症诊断金标准是什么
原醛症诊断金标准是什么原醛症是一种罕见的遗传性代谢疾病，由于体内缺乏特定的酶而导致醛代谢异常。
这种疾病在临床上表现为代谢性酸中毒、神经系统症状和发育迟缓等，严重影响患者的生活质量。
因此，对原醛症的诊断至关重要，而诊断的金标准也是医学界和患者关注的焦点之一。
目前，原醛症的诊断金标准主要包括以下几个方面：一、临床症状。
原醛症患者常常表现为代谢性酸中毒、神经系统症状和发育迟缓等临床症状。
其中，代谢性酸中毒是原醛症的典型表现，患者常常出现呼吸急促、呕吐、腹痛等症状。
此外，神经系统症状包括运动障碍、抽搐、智力发育迟缓等，这些症状的出现对于原醛症的诊断具有重要意义。
二、生化指标。
在原醛症的诊断过程中，生化指标也是至关重要的。
血液和尿液中的代谢产物检测可以帮助医生判断患者是否患有原醛症。
例如，检测血液中的乳酸、丙酮酸和尿素氮等指标，以及尿液中的有机酸和氨基酸等指标，可以为原醛症的诊断提供重要的参考依据。
三、基因检测。
由于原醛症是一种遗传性疾病，因此基因检测也是诊断的重要手段之一。
通过对患者的基因进行检测，可以发现与原醛症相关的突变基因，从而明确诊断。
四、疾病筛查。
对于新生儿来说，疾病筛查是诊断原醛症的重要手段之一。
通过对新生儿进行血液或尿液的筛查，可以及早发现患有原醛症的婴儿，从而采取相应的治疗措施。
总的来说，原醛症的诊断金标准是综合临床症状、生化指标、基因检测和疾病筛查等多个方面的信息，进行全面、系统的评估和判断。
只有在充分了解患者的临床表现和相关检测结果的基础上，医生才能做出准确的诊断，并为患者制定合理的治疗方案。
需要指出的是，由于原醛症是一种罕见疾病，临床医生在诊断时需要对此有足够的警惕性。
另外，对于怀疑患有原醛症的患者，及时进行相关检测和诊断是非常重要的，可以帮助患者早日获得正确的治疗和管理，减少疾病给患者带来的不良影响。
综上所述，原醛症的诊断金标准是一个综合评估的过程，需要结合临床症状、生化指标、基因检测和疾病筛查等多个方面的信息。
常见基因缺陷
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分型
GSD依其所缺陷的酶可分为11种亚型。 又可根据糖原贮积的主要器官分为肝型、心型、肌型。 其中以肝型较多见，肝型包括I型、III型、IV型、VI
型、VIII型；心型为II型；肌型为V型及VII型。
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基因诊断
可通过各型缺陷酶编码基因的突变来分析和预 测是否存在糖原累积病。
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六、糖原累积症
是一组较少见的婴幼儿先天性隐性遗传性糖原 代谢紊乱性疾病。
常染色体隐性遗传。 常见于男性，多在婴儿期发病，儿童期死亡，
少数可活到成年。 尚无特效疗法，主要是对症处理。
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病因与临床表现
GSD多数是由于糖原代谢酶的缺陷而导致糖原 分解或合成障碍，从而产生不同组织器官中糖原 或异型糖原的过多累积。
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基因诊断
酪氨酸血症的基因诊断主要依靠对FAH、HPD和 TAT基因的突变筛选。
研究者已经确认了可导致酪氨酸血症I型的40种 FAH突变，这些突变可导致该酶的不稳定或失活， 从而导致使该酶的活性降低或缺失。
研究者已经确认了10种以上的TAT基因突变，而且， 几乎所有的TAT基因突变可导致酪氨酸血症II型。
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基因诊断
目前的基因诊断主要集中于分析胱硫醚合成酶的 基因型。
可通过绒毛膜绒毛取样(CVS)和羊水诊断来对已 有HCU患儿的家庭中的其他成员进行产前诊断。
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四、酪氨酸血症
芳香族氨基酸代谢缺陷病 常染色体隐性遗传 发病率约为1/10,000 特征是血液中的酪氨酸水平增高
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临床表现
典型的症状见于胱硫醚合成酶缺乏型的病例,患儿 初生时正常，5～9个月间起病,主要症状是骨骼 异常、晶体脱位、血栓形成、智力发育落后、惊 厥等。
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基因诊断的概念
基因诊断就是利用现代分 子生物学和分子遗传学的技 术方法 ,直接检测基因结构及 其表达水平是否正常 ,从而对 疾病作出诊断的方法。
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基因诊断的特点
? 针对性强 ? 特异性高 ? 灵敏度高 ? 适用性强 ? 诊断范围广
? 物质代谢包括合成代谢及分解代谢两个过程。 ? 代谢性疾病是物质代谢过程的紊乱，多为酶或蛋白
异常所致。
? 根据代谢一性、疾代病谢的性病疾因病，的可将分其类分为原发性和继发
性。
二、代谢性疾病的诊断手段
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一、代谢性疾病的分类
原发性代谢性疾病： 又叫先天性代谢性疾病。是指当编码物质代谢所需酶
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四、基因芯片技术
基因芯片技术 就是指将大量特定的靶基因片段或 寡核苷酸片段作为探针有序和高密度地排列固定 于玻璃和硅等固相载体上，然后检测与待测的不 同荧光标记样品基因按碱基配对的原理进行杂交， 通过激光共聚焦系统检测探针分子的杂交信号强 度，经计算机分析处理数据资料，获取不同样品 分子的数量和大量生物信息，从而可对基因序列 及功能进行大规模和高通量的研究。
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A
B
DNA Polymerase
ACCTTGAATTCGTCCTAGGA…… GGATCTT……
TT AA
dNTP Apyrase
(d)NMP
PPi ATP-sulphurylase
ATP Luciferase
Light
C
T
GC
A G TCA G TC AG TC A G TC
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第一节 基因诊断技术
一.DNA测序技术 二.聚合酶链反应技术 三.毛细管电泳技术 四.基因芯片技术
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、DNA 测序技术
所有生物基因组序列的数 据均来自 DNA 测序 特点: ? 稳定简便 ? 自动化程度高 ? 数据准确可靠 ? 公认为国际金标准
基本流程： 第3步 ? 在ATP硫酸化酶的作用下，生成的 PPi可以和APS结合形
成ATP；在荧光素酶的催化下，生成的 ATP又可以和荧光 素结合形成氧化荧光素，同时产生可见光。通过 CCD光 学系统即可获得一个特异的检测峰，峰值高低则和相匹 配的碱基数成正比。
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基本流程： 第4步
一系列的核苷酸链。 ? 循环测序反应产物经沉淀、洗涤和纯化，从而去除多
余的未反应的 BigDye ? Terminators 。 ? 电泳与结果分析。
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焦磷酸测序技术
原理: 引物与模板 DNA退火后，在 DNA聚合酶、 ATP硫
酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶等 4种酶 的协同作用下，将每一个 dNTP的聚合与一次荧光 信号的释放偶联起来，通过检测荧光的释放和强度， 以荧光信号的形式实时记录模板 DNA的核苷酸序列。
DNA 序列
G
C
-
A GG CC T
GC
T
A
GC
T
核苷酸递增
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焦磷酸盐测序法步骤
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二、聚合酶链反应技术
PCR是体外酶促合成特异 DNA片段的方法。
? 四种主要成分： DNA模板、引物、 DNA 聚合酶和 dNTP。
? 三个反复步骤： 高温变性、低温退火和 适温延伸。
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三、毛细管电泳技术
? 毛细管电泳统指以高压电场为驱动力， 以毛细管为分离通道，依据试样中各组 分间淌度和分配行为上的差异来实现分 离的一类分离技术。
? 基本原理是根据在电场作用下离子迁移 的速度不同而对组分进行分离和分析。
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变性高效液相色谱 (DHPLC)是一种新的 高通量筛选 DNA序列变异的技术，其原 理是利用离子对反向高效液相色谱原理 , 通过一个 DNA分离柱，进行核苷酸片段 的分离和分析。
或蛋白的基因发生突变、不能合成或合成了无活性的 产物时，就会导致有关代谢途径不能正常运转，造成 具有不同临床表型的各种代谢缺陷病。 继发性代谢性疾病：
继发性代谢性疾病是由其它原发性疾病导致的代谢性 疾病，如糖尿病导致的继发性高脂血症。
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二、代谢性疾病的诊断手段
? 过去：主要依靠与物质代谢相关的各种酶的 生物化学方面的诊断
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基本流程： 第1步 ? 一个特异性的测序引物和单链 DNA模板结合，然后加入
酶混合物(包括DNA Polymerase 、ATP Sulfurylase 、 Luciferase 和三磷酸腺苷双磷酸酶 Apyrase) 和底物混合 物(包括腺苷酰硫酸 APS和Luciferin) 。
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基本流程： 第2步
? 向反应体系中加入 1种dNTP，如果它刚好能和 DNA模板 的下一个碱基配对，则会在 DNA 聚合酶的作用下，添加 到测序引物的 3' 末端，同时释放出一个分子的焦磷酸 (PPi)。
(DNA)n+dNTP
聚合酶
(DNA)n+1+PPi
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卫生部“十一五” 规划教材
全国高等医药教材建设研究会规划教材
第十九章 遗传代谢性疾病 的基因诊断
第三军医大学 府伟灵 黄庆
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主要内容
前言 一、基因诊断技术 二、遗传代谢性疾病的基因诊断
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前言
? 细胞、组织、器官和机体的生存与功能维持都必须 依赖不断进行的物质代谢过程。
? 反应体系中剩余的 dNTP和残留的少量 ATP在Apyrase的 作用下发生降解。
dNTP
ATP双磷酸酶
dNDP+dNMP+Pi
ATP
ATP双磷酸酶 ADP+AMP+Pi
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基本流程： 第5步
? 加入另一种 dNTP，使 第2－4步反应重复进 行，根据获得的峰值 图即可读取准确的 DNA 序列信息
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双脱氧链终止法
原理: ? 测序基础是以 ddNTP
为测序反应的链终止剂 ? 掺入到延伸链中的
ddNTP 可阻止后续 ddNTP 或dNTP 的掺入
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示例：BigDye ? Terminators ? 循环测序反应扩增到未端为 BigDye ? Terminators 的