DNA测序技术总结
深度解析DNA——DNA测序技术

深度解析DNA——DNA测序技术DNA是生命的基本单位,它携带了生物体的遗传信息。
因此,对DNA的研究可以深刻地理解生命的本质和进化的规律。
DNA测序是近年来科学界的一个热点,它已经成为了许多领域的基础技术,包括基因组学、生物医学、农业等等。
本文将深度解析DNA测序技术。
一、DNA基本结构和测序方法DNA的基本结构类似于一条双股螺旋形的长链,每个基本单位为一个“核苷酸”,包括脱氧核糖、磷酸基团和一种碱基。
一般而言,存在四种碱基:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和氧嘧啶(C),它们相对应地配对连接在双股螺旋结构的中央。
DNA测序的基本原理是根据碱基的特异性配对原则,将被测顺序的DNA分子进行逐一碱基鉴定,从而判断其序列。
近年来,测序技术的发展具有三个主要特点:快速、高效和高通量。
其中,最普遍的测序方法有Sanger测序、高通量测序和第三代测序等。
Sanger测序是一种经典的测序方法,它基于荧光信号捕获原理,逐一鉴定被测DNA分子的碱基序列。
相对而言,Sanger测序精度和可靠性较高,但需要消耗大量时间和资源。
高通量测序则是近年来广泛采用的测序方法,它采用并行化的测序方式,使多个DNA分子可以同时被测序。
高通量测序的强大之处在于它能够分析数百万个DNA分子,提供更高的分辨率和准确度。
第三代测序则是一种新兴的测序技术,通过单分子实时测序的方式实现。
第三代测序的优点在于其高效、高通量以及对被测样品样品量要求较低。
通过第三代测序技术,科学家们能够更快地获得大量的基因组信息,并在研究中取得更深刻的了解。
二、DNA测序在基因组学中的应用随着分子生物学和基因组学的不断发展,越来越多的科学家和研究人员正在将DNA测序技术应用于各种领域。
其中,基因组学是一个极具挑战性和前景的领域。
基因组学主要研究的是生物体中所有的基因组信息,它包括基因、蛋白质、代谢通路以及细胞信号等路径。
DNA测序技术可以提供更广泛、更深入的基因组信息,从而帮助生物学家们更全面地理解基因组的结构和功能。
DNA测序技术及其应用

DNA测序技术及其应用什么是DNA测序技术?DNA测序技术是指通过对DNA分子进行逐一测序,获得DNA序列信息的技术。
DNA序列是指DNA分子中一系列核苷酸的排列方式,其中的核苷酸主要包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和鳞状细胞核苷酸(C),具有不同的化学性质和电荷。
通过将DNA分子中的这些核苷酸进行逐一测序并分析,可以获得DNA分子的整个序列信息。
DNA测序技术是从20世纪80年代开始发展起来的。
最早的DNA测序技术是链终止法,后来出现了荧光标记法、电泳法、NGS(下一代测序技术)等多种不同的技术。
目前,DNA测序技术已经被广泛应用于基因组学、生物学、医学、农业等多个领域。
DNA测序技术的应用基因组学基因组学是指对生物的基因组进行研究的学科。
基因组是指一个生物体内所有基因的组合。
通过对基因组进行研究,人们可以更好地了解一个生物的遗传信息,从而更好地了解生物的生理特性和疾病病因。
DNA测序技术是基因组学研究的重要工具,在基因组学研究中广泛应用。
通过对生物的基因组进行测序,可以获得该生物的整个基因组序列,从而更好地了解该生物的遗传信息。
生物学生物学是指对生物的研究学科。
DNA测序技术是生物学研究的重要工具,在生物学研究中广泛应用。
通过对生物的DNA进行测序,可以获得该生物的基因序列信息,从而更好地了解该生物的生理特性和进化历史。
医学医学是指对疾病的预防、诊断和治疗等方面进行研究的学科。
DNA测序技术在医学研究中也被广泛应用。
通过对人类基因组进行测序,可以了解人类遗传信息中有关疾病的相关信息,从而更好地预防和治疗疾病。
农业DNA测序技术在农业中也有着广泛的应用。
通过对农作物的DNA进行测序,可以了解不同品种之间的遗传差异,从而更好地进行选育和繁殖,并提高农作物的产量和质量。
DNA测序技术的未来随着NGS(下一代测序技术)的发展,DNA测序技术将在未来得到更广泛的应用。
NGS技术不仅能够在较短的时间内进行大规模的DNA测序,还能够通过并行测序来减少测序成本。
DNA测序技术

DNA测序技术DNA测序技术是现代生物学和基因研究中非常重要的一项技术。
通过测序,我们可以了解DNA的组成和顺序,进而揭示生命的奥秘。
本篇文章将介绍DNA测序技术的原理、应用领域和发展前景。
一、DNA测序技术的原理DNA是生物体内存储遗传信息的重要分子,它由一系列核苷酸组成,包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
DNA测序技术旨在确定DNA中这些碱基的顺序。
常见的DNA测序技术主要有Sanger测序和下一代测序。
Sanger测序是一种经典的测序方法,它利用了DNA复制和切断的特点。
首先,将待测DNA复制成多个不同长度的DNA片段,然后通过加入特殊的DNA链终止剂,使DNA复制过程在不同的碱基位置停止。
接下来,利用凝胶电泳将这些DNA片段按照长度分开,最终可以确定DNA中的碱基顺序。
下一代测序技术则利用了高通量测序仪器,大大提高了测序速度和效率。
基于下一代测序平台,我们可以同时测序多个DNA片段。
这些片段将通过不同的DNA标记和荧光染料进行识别,并通过计算机软件将碱基的顺序恢复出来。
二、DNA测序技术的应用领域DNA测序技术在许多领域有着广泛的应用。
以下列举了几个典型的应用领域:1. 基因组学研究:通过测序人类和其他生物的基因组,我们可以了解基因的位置、数量和变异情况,有助于研究疾病的发生机制和药物的研发。
2. 生物多样性研究:DNA测序可以用来研究不同物种的遗传背景和进化关系,帮助我们理解生物多样性的形成和保护。
3. 癌症诊断与治疗:DNA测序可以帮助医生确定癌症患者的治疗方案,并提供针对个体化治疗的依据。
4. 古生物学研究:通过测序古代生物体内的DNA,我们可以了解古生物的遗传信息,并揭示地球生物进化的历史。
三、DNA测序技术的发展前景DNA测序技术随着科技的进步和研究需求的增加,不断得到改进和拓展。
以下是DNA测序技术的几个发展前景:1. 单分子测序:单分子测序技术可以直接读取DNA单个分子的碱基序列,避免了PCR扩增等步骤对序列的引入误差。
DNA测序技术的优缺点分析

DNA测序技术的优缺点分析DNA测序技术是一种能力强大的科技工具,已经在人类基因研究中扮演了至关重要的角色。
虽然DNA测序技术有许多独特的优点,但也存在一些缺点。
在这篇文章中,我们将探讨DNA测序技术的优点和缺点。
优点:1.揭示基因组的全貌DNA测序技术可以揭示基因组内的所有序列,帮助研究人员了解人类和各种生物之间的遗传联系。
例如,通过对病原体的DNA 进行的测序,我们可以更好地了解其特点,以及其在生物界中的演化和传播方式。
这种了解可以为研究新的药物、疫苗和诊断工具提供基础,并有望更好地应对全球范围内的传染病。
2.检测遗传变异通过DNA测序技术,我们可以检测单个基因或一组基因中的突变或变异。
这对于确定遗传疾病的个人风险以及提前进行干预措施至关重要。
这种个性化医学的方法,可以帮助医生精确地制定治疗方案,以及为病人提供更好的医疗服务。
3.推动分子遗传学和演化研究DNA测序技术还可以帮助我们深入了解分子遗传学和演化研究。
通过对物种基因组的测序,我们可以了解其演化历史、物种间的演化关系、基因的结构和功能组成等信息。
同时,这些数据还可以促进物种保护研究,发现基因池中的遗传多样性,以及在面临环境威胁时重建物种的潜力。
缺点:1.高昂的成本DNA测序技术的成本非常高昂,这使得它难以在大规模样本中广泛使用。
随着测序平台和技术的不断更新,成本正在逐渐下降,但是这种技术的成本近年来仍然非常高,使得大多数实验室和机构都很难获得广泛的测序资源。
2.复杂的数据处理和分析DNA测序产生的数据量很大,而且往往需要结合多个数据库和工具进行分析。
这些大量数据量的处理需要高级的计算机技能,对生物信息学和计算机方面的研究人员有较高的技能要求,而长期使用DNA测序技术的专业化人才并不是很多。
3.伦理和隐私问题DNA测序的数据会涉及到个人的敏感信息,例如身份、基因疾病和家族史等。
这些数据的共享和公开使用可能涉及到伦理和隐私的问题。
在保护数据安全和保护个人隐私之间需要找到一个平衡点,并尽可能地减少敏感信息泄露和遭受滥用的可能性。
DNA测序技术原理:基因组中的碱基序列分析

DNA测序技术原理:基因组中的碱基序列分析DNA测序是分析基因组中的碱基序列的技术,它的原理基于化学、生物学和计算机科学的多学科知识。
以下是DNA测序技术的基本原理:1. 样本准备:DNA测序的第一步是准备DNA样本。
样本可以来自生物体的细胞,可以是整个基因组的DNA,也可以是特定基因的DNA。
2. DNA复制:DNA样本中的DNA链被复制,以产生更多的DNA。
这通常通过PCR (聚合酶链式反应)或其他放大技术来完成。
3. DNA片段化:复制的DNA链被切割成短片段,通常长度在几百到几千碱基对之间。
4. 测序反应:使用测序反应来确定每个DNA片段的碱基序列。
目前有多种不同的测序技术,包括Sanger测序、Next-Generation Sequencing(NGS)等。
5. Sanger测序原理:反应体系: Sanger测序使用一种特殊的DNA聚合酶、DNA引物、四种不同的荧光标记的二进制核苷酸和可终止DNA链合成的二进制核苷酸(dideoxynucleotide)。
合成终止:在DNA合成的过程中,如果在新合成链上加入了带有荧光标记的dideoxynucleotide,DNA链的生长就会终止。
分离与检测:反应产物通过凝胶电泳分离,然后使用荧光检测器检测荧光标记的终止核苷酸,从而确定DNA链的碱基序列。
6. Next-Generation Sequencing(NGS)原理:并行测序: NGS技术允许同时测序许多DNA片段,通过并行处理大量的DNA序列信息。
荧光标记: DNA片段被标记,然后通过光学或电化学方法进行测量。
数据分析:通过计算机进行大规模的数据分析,将碱基序列的信息还原出来。
7. 数据分析与装配:通过计算机对得到的测序数据进行分析,将碱基序列还原成原始DNA序列。
这包括去除杂音、纠正测序错误和对碱基进行准确的排序。
8. 结果解读:最后,通过生物信息学工具和数据库比对,对DNA序列进行解读,找到基因、调查变异或识别其他生物学信息。
DNA测序技术的原理及其应用

DNA测序技术的原理及其应用DNA测序技术是一种在生物学和医学领域广泛应用的技术。
它的原理是通过分析DNA序列信息,确定DNA中各个碱基的排列顺序,从而揭示生物体的基因组结构和功能特征。
目前,世界上已经研发出了多种不同的DNA测序技术,其中包括传统的Sanger测序技术和高通量测序技术。
本文将介绍这些技术的原理及其应用。
一、传统的Sanger测序技术Sanger测序技术也被称为dideoxy序列反应(ddNTPs),是目前公认的最早的DNA测序方法之一。
该方法是通过将待测序列DNA作为模板,使用DNA聚合酶将一种特定引物结合到DNA上,在此基础上,通过在反应体系中引入一种质量不同的链终止反应剂来实现测序。
测序的过程中,用四种特定的dNTPs和一种与dNTPs结构类似,但只带有链终止反应物的二硫代嘧啶(ddTTP、ddATP、ddCTP和ddGTP)作为模板中引物延伸的终止试剂。
因为每种ddNTP只有一个OH基团可供链延伸,所以ddNTPs在被DNA聚合酶识别后就会被立即终止,并且不会进一步延长DNA 链。
最终在反应结束时,会产生一系列长度不同的DNA片段,经过电泳分离后,可以根据碱基顺序拼接出待测序列的完整序列。
Sanger测序技术的优点是可靠性强,分辨率高,可以测序长度较长的DNA片段,因此在分析常规的基因结构及其变异和单基因疾病诊断中得到了广泛的应用。
但是,由于其仪器成本高,操作繁琐,无法进行高通量测序,所以在大规模测序研究中日渐被淘汰。
二、高通量测序技术高通量测序技术是目前最主流的DNA测序技术之一。
其基本原理是以快速、自动、大规模的方式测序DNA。
常见的高通量测序技术包括Illumina测序、Ion Torrent测序和Pacific Biosciences测序等。
Illumina测序技术是目前应用最广的高通量测序技术。
其原理是将DNA片段Fragment化、连接、扩增后装入Illumina测序平台,将质控、建库、测序、数据分析等多步骤集成在一起。
DNA测序技术的工作原理及其应用

DNA测序技术的工作原理及其应用DNA测序技术是一种用于确定DNA序列的方法,广泛应用于基因组学、医学、生物学等领域。
它通过解码DNA中的碱基序列,使我们能够理解生物的遗传信息、研究疾病的发生机制、进化以及种群遗传的变异。
一、DNA测序技术的工作原理DNA测序的过程主要分为四个步骤:DNA样品制备、DNA片段扩增、测序反应和数据分析。
1. DNA样品制备首先,需要从选择的生物样品中提取DNA。
DNA提取方法根据样本的类型和测序目的的不同而有所区别。
一般的DNA提取方法包括细胞裂解、蛋白质消化、RNA酶降解以及DNA纯化等步骤。
2. DNA片段扩增DNA样品提取后,需要进行扩增步骤,以获得足够的DNA量,便于后续的分析。
常用的扩增方法有聚合酶链式反应(PCR)和文库构建技术。
在PCR中,通过引物选择性扩增目标DNA区域。
这可以是特定基因、全基因组区域或整个基因组,取决于研究的目的。
PCR反应通过不断重复一系列的加热、退火和延伸步骤来扩增DNA片段。
文库构建技术是利用酶切或化学法将DNA样品切割成小片段,并连接到载体中。
这些小片段随后经过扩增,得到文库。
3. 测序反应在DNA片段经过扩增后,接下来是进行测序反应。
目前常用的测序方法有链终止法(Sanger测序)和高通量测序(Next Generation Sequencing,NGS)。
Sanger测序是一种传统的测序方法,基于dideoxy链终止反应。
这种方法需要为反应混合物提供少量的由四种不同二进制碱基释放的dNTP。
当其中一个特定碱基嵌入DNA中时,反应停止。
通过测量各个终止的碱基测序片段的长度,可以确定原始DNA序列。
高通量测序(NGS)是一种高效、高吞吐量的测序技术。
目前的NGS平台包括Illumina、Ion Torrent和Pacific Biosciences等。
NGS技术可以同时进行大规模的并行测序,快速地产生大量的测序数据。
4. 数据分析DNA测序产生的数据需要进行处理和分析,以获得DNA序列信息。
目前dna测序技术的种类和原理

目前dna测序技术的种类和原理DNA测序技术是指通过对DNA序列进行分析和解读,以了解DNA分子的组成、结构和功能。
随着科学技术的不断发展,目前已经出现了多种不同的DNA测序技术。
以下是其中的几种技术及其原理:1. Sanger测序技术Sanger测序技术是一种最早被广泛应用的DNA测序技术。
其原理是利用DNA聚合酶和DNA核酸酶,将DNA单链逐个扩增成双链,并在每个反应体系中加入一种ddNTP,这种ddNTP会取代普通的dNTP进入DNA链,导致DNA链的终止。
在反应结束后,用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离出不同长度的DNA链,通过分析这些DNA链的长度就可以确定DNA的序列。
2. Illumina测序技术Illumina测序技术是一种高通量、快速的测序技术。
其原理是将DNA片段通过PCR扩增成成百万甚至数亿个同一长度的DNA片段,然后将这些片段用碱性化学方法进行固定,接着在根据DNA序列逐一加入碱基,每加入一个碱基就记录下来。
一旦所有的碱基都加入完毕,就可以得到DNA的完整序列。
3. PacBio测序技术PacBio测序技术是一种基于单分子实时测序的技术。
其原理是将DNA分子通过引物和DNA聚合酶逐一扩增成双链,然后将DNA分子引入到一个微小的孔道中,引入后DNA分子会被拉伸成一个线性结构,并利用荧光标记的DNA聚合酶对其进行逐一扩增。
在扩增的过程中,荧光标记的碱基被逐一加入,每加入一个碱基就会发出一个荧光信号。
通过监测这些信号的强度和时间,就可以得到DNA分子的序列信息。
4. Nanopore测序技术Nanopore测序技术是一种利用纳米孔测序的技术。
其原理是将DNA分子通过引物和DNA聚合酶逐一扩增成双链,然后将DNA分子引入到一个纳米孔中,孔径大小与DNA分子的直径相似。
当DNA分子通过孔道时,通过测量DNA分子对孔道的电阻变化,就可以确定DNA的序列信息。
综上所述,DNA测序技术的种类和原理多种多样,每种技术都有其独特的优势和适用范围。
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三、DNA测序技术的发展
第一代DNA测序技术 第二代DNA测序技术 第三代DNA测序技术
1、第一代DNA测序技术
第一代DNA测序技术: 传统的化学降解法、双脱氧链终止法以及在它们的基
础上发展来的各种DNA测序技术。
第一代DNA测序技术包括:化学降解法、双脱氧链终 止法、荧光自动测序技术和杂交测序技术。
1977年, Sanger在引入双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)后, 形成了双脱氧链终止法,使得DNA序列测定的效率和准确 性大大提高。
1977年,Maxam和Gilbert报道了化学降解法测定DNA 的序列。
DNA序列测定技术出现后,迅速超越了蛋白 质和RNA测序技术,成为现代分子生物学中最重 要的技术。
目前所用自动测序技术的改进
3730 全自动 测序仪
1.4杂交测序技术
该方法不同于化学降解法和Sanger法,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信息。
杂交测序检测速度快,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。
肼可打开嘧啶环,后者重新环化成五元环后易 除去
1.5mol/L NaCl存在时,可用肼除去胞嘧啶
化学降解法刚问世时,准确性较好,也容易为普通
研究人员所掌握,因此用得较多。而且化学降解较之链 终止法具有一个明显的优点,即所测序列来自原DNA分 子而不是酶促合成产生的拷贝,排除了合成时造成的错 误。但化学降解法操作过程较麻烦,且用到放射性物质, 逐渐被简便快速的Sanger法所代替。
1.1 化学降解法
基本原理: 利用特异的选择性试剂,专一性的随机断裂DNA
成不同长短的片段。根据试剂的选择性及片段在高分 辨力的聚丙烯酰胺凝胶电泳上的区带位置,判断DNA 片段末端核苷酸的种类,从而测出DNA的序列。
技术路线
将双链DNA样品变为单链 ↓
每个单链的同一方向末端都用放射 性同位素标记,以便显示DNA条带
第三代测序技术非常惊人!
1、它实现了DNA聚合酶内在自身的反应速度,一秒可以测 10个碱基,测序速度是化学法测序的2万倍。
2、它实现了DNA聚合酶内在自身的processivity(延续性, 也就是DNA聚合酶一次可以合成很长的片段),一个反应就 可以测非常长的序列。 二代测序现在可以测到上百个碱基, 但是三代测序现在就可以测几千个碱基。这为基因组的重复 序列的拼接提供了非常好的条件。
3、它的精度非常高,达到99.9999%。
4、可直接测RNA序列。
5、可直接测甲基化的DNA序列。
3.1 HeliScope单分子测序仪
2008年4月,Helico BioScience公司的Timothy 等人在Science上报道了他们开发的真正的单分子测序 技术,并利用该技术对一个M13病毒基因组进行重测序。 这项技术之所以被称为真正的单分子测序,是因为它完 全跨过了前述3种高通量测序依赖的基于PCR扩增的信 号放大过程,真正达到了读取单个荧光分子的能力。
↓ 分别用不同方法处理,获得只差 一个核苷酸的降解DNA群体
↓ 电泳,读取DNA的核苷酸顺序
Maxam-Gilbert 法所用的化学技术
碱基 G
A+G
C用硫酸二甲酯对 N7进行甲基化,使 C8C9键对碱基裂解有特殊敏感性
pH2.0 哌啶甲酸可使嘌呤环的N原子化,从而导 致脱嘌呤,并因此消弱腺嘌呤和鸟嘌呤的糖苷 键
人类基因组计划是当代生命科学一项伟大的科学工 程,它奠定了21世纪生命科学发展和现代医药生物技术 产业化的基础,具有科学上的巨大意义和商业上的巨大 价值。
二、测序技术的建立
蛋白质和RNA的测序技术
1949年, Frederick Sanger开发了测定胰岛素两条肽链 氨基末端序列的技术,1953年测定了胰岛素的氨基酸序列。
第二代测序技术最显著的特征是高通量,一次能对几十 万到几百万条DNA分子进行序列测序,使得对一个物种的转 录组测序或基因组深度测序变得方便易行。
第二代测序技术将片段化的基因组DNA两侧连上接 头,随后用不同的方法产生几百万个空酶延伸反应。由于所有的克隆都在同一 平面上,这些反应就能够大规模平行进行,每个延伸反应所 掺入的荧光标记的成像检测也能同时进行,从而获得测序 数据。DNA序列延伸和成像检测不断重复,最后经过计算 机分析就可以获得完整的DNA序列信息。
dNTP
P
OH
P
OH
ddNTP
P
P
OH
PO
P
H
双 脱 氧 链 末 端 终 止 法 测 序 原 理 示 意 图
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。
1.3 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。
Genome Analyzer系统需要的样品量低至100ng,文 库构建过程简单,减少了样品分离和制备的时间,配对 末端读长可达到2×50 bp,每次运行后可获得超过20 GB的高质量过滤数据,且运行成本较低,是性价比较 高的新一代测序技术。
2.3 SOLiD测序技术
SOLID通过连接反应进行测序。其基本原理是以四色荧 光标记的寡核苷酸进行多次连接合成,取代传统的聚合酶连接 反应。具体步骤包括:
通过几十年的逐步改进, 第1 代测序仪的读长可以 超过1000 bp, 原始数据的准确率可以高达99.999%, 测定每千碱基序列的成本是0.5 美元, 每天的数据通量 可以达到600000 碱基。
第一代测序技术在分子生物学研究中发挥过重要的作 用,如人类基因组计划(human genome project,HGP)主要 基于第一代DNA测序技术。目前基于荧光标记和Sanger的 双脱氧链终止法原理的荧光自动测序仪仍被广泛地应用。
第二代测序技术包括:454测序技术、Solexa测序 技术和SOLiD测序技术。
2.1 454测序技术
原理:在DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶 和双磷酸酶的作用下,将每一个dNTP的聚合与一次化 学发光信号的释放偶联起来,通过检测化学发光信号 的有无和强度,达到实时检测DNA序列的目的。
454生命科学公司在2005年最早推出了第二代测序平台 Genome Sequencer 20,并测序了支原体Mycoplasma genitalium的基因组。 并在2007年推出性能更优的第二代 基因组测序系统一Genome Sequencer FLX System(GS FLX)。罗氏在2005年便与454公司洽谈并购事宜,2007年 完成并购,紧接着公布了DNA双螺旋的发现者之一——沃森 (Jim Watson)的个人基因组,测序总花费不到一百万美元。
造福人类的HGP
人类基因组计划(Human Genome Project-HGP) 于1990年正式启动,其主要目标有:识别人类DNA中所 有基因(超过10万个);测定组成人类DNA的30亿碱基 对的序列;将这些信息储存到数据库中;开发出有关数 据分析工具;致力于解决该计划可能引发的伦理、法律 和社会问题。已于2003年完成。
1950年,Edman提出了蛋白质的N端测序技术,后来在此 基础上发展出了蛋白质自动测序技术。
1965年,Sanger等发明了RNA的小片段序列测定法,并 完成了大肠杆菌5S rRNA的120个核苷酸的测定。
同一时期,Holley完成了酵母丙氨酸转运tRNA的序列测定。
DNA测序技术的建立
1975年,Sanger和Coulson发明了“加减法”测定DNA 序列。
目前,应用最广泛的应用生物系统公司(applied biosystems ,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DNA片段上的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。
DNA测序技术的发展
一、DNA序列测定的意义 二、测序技术的建立 三、DNA测序技术的发展 四、DNA测序技术的展望 五、DNA测序技术的应用
一、DNA序列测定的意义
DNA的序列测定是分子生物学研究中的一项非 常重要的和关键的内容。如在基因的分离、定位、 基因结构与功能的研究、基因工程中载体的组建、 基因表达与调控、基因片段的合成和探针的制备、 基因与疾病的关系等等,都要求对DNA一级结构的 详细了解。
第二代的高通量测序技术已经得到了很好的发展和 应用, 但是由于其测序速度、成本、准确度等关键问题的 解决仍存在困难,研究者们很快将目光转向了更高更新的 测序解决方案。 单分子测序也就应运而生。
目前,我国也启动了第三代测序技术的研究。2009 年12月,中科院北京基因组研究所与浪潮成立“中科院北 京基因组研究所—浪潮基因组科学联合实验室”,利用各 自的优势联合研发国产第三代测序仪,第一台样机预计 2013年问世,届时有望缓解测序仪核心技术受制于国外 公司的现状。
1.2 双脱氧链终止法
又称为Sanger法。该法的原理是:利用DNA聚合 酶,以待测单链DNA为模板,以dNTP为底物,设立四 种相互独立的测序反应体系,在每个反应体系中加入不 同的双脱氧核苷三磷酸(dideoxyribo nucleoside triphos phate,ddNTP)作为链延伸终止剂。在测序 引物引导下,按照碱基配对原则,每个反应体系中合成 一系列长短不一的引物延伸链,通过高分辨率的变性聚 丙烯酰胺凝胶电泳分离,放射自显影检测后,从凝胶底 部到顶部按5′→3′方向读出新合成链序列序