DNA测序技术的发展历程及其研究进展
DNA测序技术的研究进展与发展趋势
DNA测序技术的研究进展与发展趋势一、引言随着生物技术的快速发展，DNA测序技术已经成为了研究基因组学、生物学、生物医学等领域的重要手段。
DNA测序技术是指将DNA片段测序后获取基因信息的技术，具有高通量、高精度、高吞吐量、低成本等优点。
本文将会从技术原理、研究进展、应用领域、发展趋势等方面阐述 DNA测序技术的研究进展及未来发展趋势。
二、技术原理DNA测序技术一般采用“碱基-三磷酸”（base-3 phosphate）原理，即通过将DNA分子的碱基与三磷酸连接起来，不断成对比对，最终形成序列信息的过程。
DNA测序技术主要分为三代和二代技术，其中三代技术又分为单分子和纳米管技术。
三、研究进展1、三代 DNA测序技术三代DNA测序技术具有高通量、高准确性、低成本等很多优点，是未来 DNA测序技术发展的重点方向。
PacBio公司的单分子实时测序技术就是目前最为成功的一种三代测序技术，它可以进行长序列的读取和分析，解决了二代测序技术中存在的较大的测序片段拼接问题，同时可以快速检测目标样品，满足高通量测序需求。
2、二代 DNA测序技术二代 DNA测序技术的优势在于高吞吐量和低成本，是目前大规模的 DNA 测序应用的主要选择。
其中比较具代表性的有Illumina 公司的 HiSeq 2000、HiSeq X Ten、HiSeq 4000、NovaSeq 等多款二代测序设备，高通量测序可以加快速度，提高产量，同样可以实现快速测序。
四、应用领域DNA测序技术已经成为了研究基因组学、生物学、生物医学等领域的重要手段。
首先，在药物研发方面，测序技术可以用来发现新的药物靶点，同时也可以评估药物的治疗效果。
其次，在人类遗传病检测方面，测序技术有效解决了红细胞疾病、基因诊断等难点问题，为基因病的早期检测提供了有效手段。
此外，在农业领域，测序技术可以用于增强作物品种抗病力，提高农作物的产量等。
五、发展趋势未来 DNA测序技术的发展趋势主要体现在三个方面：1、实现高通量三代测序技术。
DNA测序技术发展历程回顾以及前瞻
DNA测序技术发展历程回顾以及前瞻DNA测序技术是现代生物学的重要工具，它的发展历程经历了多个重要的里程碑。
本文将回顾DNA测序技术的发展历程，并展望未来的发展趋势。
DNA测序技术的历史可以追溯到上世纪20年代，当时生物学家们开始试图解析DNA的结构。
然而，真正的突破发生在上世纪50年代，当时两位科学家Watson和Crick提出了双螺旋DNA结构的模型，这为后来的测序技术奠定了基础。
在20世纪70年代，Sanger和他的团队开发了第一种DNA测序方法，即Sanger测序。
该方法利用酶法合成和放射性同位素标记，通过测定DNA链延伸的长度来确定碱基序列。
Sanger测序方法的问世，极大地促进了DNA测序技术的发展和应用，并帮助科学家们解决了许多生物学问题。
然而，Sanger测序方法存在着一些局限性，例如流程复杂、费时费力、成本高等。
因此，研究人员开始寻求更快速、高通量的测序方法。
在这个过程中，出现了两种主要的测序技术，即首先是454测序技术，随后是Illumina公司的测序技术。
在2005年，基于串联扩增片段长度多态性（CAP）的454测序技术问世。
该技术通过在测序过程中逐步加入含有不同碱基的核苷酸，从而实现了高通量的DNA测序。
这种新的测序技术不仅大幅缩短了测序时间，还降低了测序成本，推动了基因组学和其他生物学领域的快速发展。
随后，Illumina公司开发了另一种重要的测序技术，即高通量测序技术，也称为二代测序技术。
这种技术利用 DNA 聚合酶和 DNA聚合酶引物，在同一时间内并行地合成数百万条DNA片段的复制品，并通过荧光标记的碱基对其进行测序。
高通量测序技术具有高通量、高灵敏度和高准确性等优势，成为大规模基因组测序和全基因组关联研究的重要工具。
随着二代测序技术的发展，获取基因组信息的成本急剧下降，测序效率大大提高。
这极大地促进了个体基因组学、遗传学、生物多样性研究等领域的发展。
然而，二代测序技术也存在着一些限制，例如序列读长较短、对质量较高的DNA样本依赖性较强等。
DNA测序技术发展进展及应用前景展望
DNA测序技术发展进展及应用前景展望DNA测序技术是一种能够揭示DNA序列的重要工具，它已经在许多领域展示了巨大的应用潜力。
本文将介绍DNA测序技术的发展历程，以及它在基因组学研究、医学诊断和个性化医疗等领域的应用前景。
DNA测序技术的发展经历了多个阶段。
最早期的DNA测序方法是Sanger测序，于1977年由Frederick Sanger等人发明。
Sanger测序是一种通过DNA合成的方式，逐个碱基确定DNA序列的方法。
然而，由于其费时且昂贵的特点，Sanger测序并不适用于大规模基因组测序。
随着科技的进步，第二代DNA测序技术应运而生。
这些技术是一种高通量、并行的测序方法，如Illumina公司的测序技术。
通过将DNA片段随机连接到玻璃芯片上的DNA探针上，可以同时测序大量的DNA片段。
这些技术极大地提高了测序速度和效率，大大降低了测序成本，使大规模的基因组测序成为可能。
第三代DNA测序技术进一步推动了测序速度和效率的提高。
这些技术主要包括PacBio和Oxford Nanopore Technologies公司的测序技术。
相较于第二代测序技术，第三代测序技术具有更长的读长和更高的测序速度，可以直接读取单个DNA分子的序列。
然而，第三代测序技术仍然存在一些挑战，如较高的错误率和较高的成本。
DNA测序技术的进展不仅使基因组学研究取得了重大突破，也在医学诊断和个性化医疗方面展示了巨大的潜力。
通过测序患者的基因组，可以准确诊断某些遗传性疾病，并根据患者的基因信息制定针对性的治疗方案。
此外，DNA测序技术也被广泛应用于肿瘤基因组学研究。
通过分析肿瘤样本和正常组织样本的基因组差异，可以揭示肿瘤的发生机制，并为个性化治疗提供指导。
未来，DNA测序技术有望继续发展和完善。
一方面，随着技术的进步，我们可以期待测序成本的进一步降低，测序速度和效率的进一步提高，以及错误率的进一步减少。
这将使DNA测序技术更加普及，并在更多领域得到应用。
人类DNA测序技术的发展与进展
人类DNA测序技术的发展与进展随着科学技术的不断进步，人类很快就掌握了DNA测序技术。
DNA测序技术是对染色体DNA序列的测量和分析，其发展和进展对于疾病诊断和治疗、个人基因分析、遗传学等方面有着深远的影响。
DNA测序技术最初是由弗雷德里克·桑格所发明。
20世纪50年代末，桑格首先使用放射性同位素进行了DNA标记。
随后的几十年中，人们通过不断探索，发掘出了许多新的DNA测序技术。
其中最重要的是固相法测序技术和扩增式测序技术。
固相法测序技术的原理是将DNA样品化学加工，将其复制形成不同的DNA段，然后固定在载玻片或固相柱上。
接下来，利用特定的荧光染料或者化学发光原理，进行定量测量。
这种技术主要应用于商业医学测试。
扩增式测序技术则在原理上更接近现代DNA测序技术的基础。
它利用一种叫PCR（polymerase chain reaction）的技术，将DNA序列复制成为数百万个拷贝。
这样，科学家们就可以根据复制结果来确定DNA序列。
扩增式测序技术是当前广泛使用的DNA测序技术之一。
近年来，人类DNA测序技术迎来了一个新的阶段，即第三代测序技术的发展。
相对于第二代测序技术，第三代测序技术可以实现更快、更精确的测序，也更加节约时间和成本。
这种技术使人们能够挖掘到了更多的序列信息，对于了解人类基因组功能和结构属性具有极其重要的意义。
人类DNA测序技术的进展还带来了基因组学和遗传学的进程。
这些科学领域的发展对于治疗疾病、与遗传性疾病的预防和治疗起着重要的作用。
第三代测序的进步还使得科学家们有能力扫描大量的DNA样品，以便研究它们之间的关系，了解遗传研究的遗传基础。
总之，人类DNA测序技术的发展和进展极大地提高了基因组学和遗传学的研究能力，对于人类疾病研究和治疗具有巨大的意义。
然而，人类DNA的研究和应用仍然需要面对许多伦理和法律问题。
如果能在这些问题上找到平衡点，未来人类DNA测序技术将会取得更大的发展和进展。
DNA测序技术的进展和应用
DNA测序技术的进展和应用第一章：DNA测序技术的发展历程DNA测序技术是指对DNA序列进行测定和分析的一系列技术方法。
自从20世纪70年代以来，DNA测序技术经历了多次技术革新和突破，取得了巨大的进展。
在1977年，首次成功实现了对DNA序列的测定。
这项突破性的工作由英国生物学家Sanger领导的研究团队完成，被称为Sanger测序法。
这项方法通过不断复制DNA链，利用特殊的缺少核苷酸的 DNA单链、DNA聚合酶和标记物，来确定DNA序列中不同的碱基。
这一技术方法的诞生极大地推动了 DNA测序技术的发展，并于1980年获得了诺贝尔化学奖。
接着，维持了一段时间的 Sanger测序法在20世纪末被边缘电泳测序技术所取代。
边缘电泳测序技术利用带电的DNA片段通过高电场在凝胶中迁移，根据 DNA带电的大小以及顺序确定其碱基的序列。
这项技术极大地提高了测序速度和准确性，使得大规模的基因组测序成为可能。
21世纪以来，高通量测序技术的出现使得 DNA测序进入了快速、高效的时代。
高通量测序技术根据单分子连接和扩增原理，在平台上进行并行测序，大大提高了测序速度。
其中，Illumina 公司的高通量测序仪成为了最为常用和先进的 DNA测序仪器，广泛应用于基因组学、转录组学、表观基因组学等研究领域。
第二章：DNA测序技术的应用DNA测序技术在科学研究和医学领域有着广泛而重要的应用。
1. 基因组学研究：DNA测序技术为研究生物基因组提供了有力的工具。
通过对不同生物基因组的测序，科学家可以研究基因在不同生物中的功能和相互关系，揭示生命的基本机制。
2. 疾病诊断和预测：DNA测序技术在医学诊断中发挥着关键作用。
通过对患者的 DNA进行测序，医生可以准确判断某些遗传病的风险，对患者进行早期预测和干预，从而防止疾病的发生。
3. 个体化医疗：DNA测序技术为个体化医疗提供了重要的支持。
通过对个体的 DNA进行测序，医生可以精确地制定个体化治疗方案，提高治疗效果，降低不良反应的风险。
DNA测序技术的发展与应用
DNA测序技术的发展与应用DNA测序技术是一种重要的生物学研究方法，它可以帮助我们了解生命的本质，推动科学的发展。
本文将介绍DNA测序技术的发展历程、应用领域以及对科学研究和医学诊断的影响。
一、DNA测序技术的发展历程DNA测序技术的起源可以追溯到20世纪50年代初，当时研究人员利用化学手段首次确定了DNA的结构。
随后的几十年中，科学家们陆续提出了一系列测序方法，如Sanger测序、Maxam-Gilbert测序和荧光测序等。
这些方法在DNA序列分析方面起到了重要的作用，为后续的研究打下了基础。
然而，传统测序方法存在测序速度慢、成本高以及样品要求较严格等问题，限制了DNA测序技术的应用。
为了克服这些问题，科学家们不断进行研究和创新，逐渐发展出了新一代测序技术，如454测序、Illumina测序和Ion Torrent测序等。
这些技术的出现，使得DNA测序速度大幅提升，成本显著降低，同时还能同时测序多个样品，为科研实验和临床应用提供了更多的便利。
二、DNA测序技术的应用领域DNA测序技术在许多领域都有着广泛的应用。
首先，它在基础科学研究中起着至关重要的作用。
科学家们利用DNA测序技术来研究生命的演化、物种的起源以及基因功能的解析等。
通过对不同生物的DNA进行测序，我们可以更好地了解它们之间的关系，揭示生物多样性的奥秘。
其次，DNA测序技术在医学诊断和遗传学研究中也得到广泛应用。
通过对个体的DNA进行测序，医生可以准确判断遗传病和某些多发病的风险，为病人提供更加个性化的治疗方案。
同时，在肿瘤学研究方面，DNA测序技术可以帮助鉴定肿瘤的遗传突变和致病基因，为肿瘤的早期诊断和治疗提供参考依据。
此外，DNA测序技术还在农业、环境保护和人类祖源研究等领域发挥重要作用。
通过对农作物、家畜和野生动植物的DNA进行测序，科学家们可以帮助改良农作物品种、提高畜禽养殖效率，也可以对野生物种进行保护和保育工作。
在人类祖源研究方面，DNA测序技术可以追溯人类起源和迁徙的历史，揭示人类的进化过程和基因演化。
DNA测序技术发展
DNA测序技术发展在过去的几十年里，DNA测序技术发展迅猛，为人类认识基因组提供了强有力的手段。
DNA测序技术的不断创新和突破，为科学家们解开了生命密码的一层又一层的面纱。
本文将从DNA测序技术的发展历程、应用领域以及未来前景等方面进行探讨。
一、DNA测序技术的发展历程DNA测序技术的发展可以追溯到20世纪70年代初，当时的测序方法主要采用化学方法。
然而，由于其存在效率低、昂贵和工作量大等缺点，限制了DNA测序技术的推广和应用。
随着科技的不断进步，1980年代末和1990年代初，突破性的测序方法被开发出来，如Sanger测序方法。
这种方法通过使用特殊设计的DNA引物和限制酶等技术，实现了高通量、高准确性和高效率的DNA 测序。
Sanger测序方法的问世，为DNA测序技术的发展开辟了新的道路。
二、DNA测序技术的应用领域1. 基因组学研究DNA测序技术的快速发展推动了基因组学领域的发展。
通过对不同生物的基因组进行测序，科学家能够揭示物种的遗传规律、研究基因与疾病之间的关系，并为人类健康提供更好的医疗策略。
2. 生物多样性保护DNA测序技术的广泛应用也使得生物多样性保护工作得以加强。
通过对各类濒危物种进行基因测序，科学家们能够深入了解物种的遗传特性、繁殖方式以及种群结构等信息，从而为它们的保护和繁育提供科学依据。
3. 犯罪侦查DNA测序技术在犯罪侦查领域也发挥了重要的作用。
通过对疑犯、受害者或现场遗留物的基因组进行测序，可以建立DNA指纹库，为犯罪侦查提供重要的线索和证据。
三、DNA测序技术的发展前景随着科技的不断进步，DNA测序技术仍将面临许多挑战和机遇。
以下是几个可能的发展前景：1. 第三代测序技术目前的DNA测序技术主要集中在第二代测序技术上，其中包括Illumina和Ion Torrent等商业化平台。
然而，第三代测序技术正在迅速发展，并具有更高的测序速度、更低的成本和更小的设备体积等优势。
DNA测序技术研究进展及应用
DNA测序技术研究进展及应用DNA测序技术是指利用各种技术手段测定生物体中DNA序列的过程。
自20世纪70年代以来，DNA测序技术经历了从Sanger 测序法到新一代高通量测序技术的转型，已经成为现代生命科学和生物技术研究的重要工具。
本文将对DNA测序技术的发展、实现长读长度测序及其应用进行综述。
一、DNA测序技术的发展DNA测序技术的发展经历了长时间的探索和研究。
20世纪70年代，萨杰（Frederick Sanger）等人发明了Sanger测序法，这种方法是一种“逐个碱基核苷酸”的测序方式，具有高准确性和较长的读取长度。
但是，由于Sanger测序慢、贵、工作量大等问题，限制了其在大规模测序中的应用。
新一代高通量DNA测序技术的出现改变了这一状况，其基础是测序-by-synthesis (SBS)方法。
该方法利用可逆的终止子（e.g.4个核苷酸ddNTP）和一种特殊的DNA合成酶，以反应小型或单个DNA 分子片段逐个同步线性递增测序。
通过高密度和并行的测序反应，可以生成大量序列数据，实现全基因组测序、转录组测序等大规模应用需求。
二、实现长读长度测序长读长度测序在现代生物学、生命科学以及生物技术研究中具有重要作用。
由于新一代高通量测序技术在读取长度上面存在固有的局限性，提高测序读取长度成为了近年来测序技术研究的热点。
下面我们将从三个方面介绍现有研究的实现长读长度测序的策略，依次是：基于靶向实现长读长度测序、基于链接实现长读长度测序和改进样品制备实现长读长度测序。
1. 基于靶向实现长读长度测序靶向测序技术利用特殊的捕获探针对目标基因进行选择性增强，适用于对特定基因测序的需求。
而对于实现长读长度的大基因组DNA测序，靶向测序技术也具有一定的优势。
例如：利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，可以选择性地改变较长的 DNA 分子，减少新一代测序方法的 GC 偏差，提高测序深度，并能揭示复杂的基因组特征，例如病理图谱、基因表达以及基因组上的重要功能区域的资讯。
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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。
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臵，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 ↓ 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
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。
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。 斯坦福大学的科学家最近利用Heliscope单分子测 序仪,用了48 000美元的试剂和4个星期的时间,对一名 白人男子的基因组进行了测序。测序的覆盖度达28倍, 覆盖了90%的人类参考基因组。序列读长24-70 bp,平 均读长为32 bp,并鉴定出280万个SNP位点和752个拷 贝数变异。
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：
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。
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。
Maxam-Gilbert 法所用的化学技术
碱基 G A+G 特异修饰方法 Ph8.0,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 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
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。
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。
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。 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。
C+T C
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。
2.2 Solexa测序技术
Illumina公司的新一代测序仪Genome Analyzer最早由 Solexa公司研发，利用合成测序(Sequencingby Synthesis) 的原理，实现自动化样本制备及大规模平行测序。
核心技术：“DNA簇”和“可逆性末端终止” 。 原理：将基因组DNA的随机片段附着到光学透明的玻璃表 面（即Flow cell），这些DNA片段经过延伸和桥式扩增后， 在Flow cell上形成了数以亿计Cluster，每个Cluster是具有 数千份相同模板的单分子簇。然后利用带荧光基团的四种特殊 脱氧核糖核苷酸，通过可逆性终止的SBS（边合成边测序）技 术对待测的模板DNA进行测序。
随着人类基因组计划的完成,人们进入了后基因组时代, 即功能基因组时代,传统的测序方法已经不能满足深度测序 和重复测序等大规模基因组测序的需求,这促使了新一代 DNA测序技术的诞生。新一代测序技术即第二代测序技术。
2、第二代DNA测序技术
第二代测序技术，主要包括罗氏454公司的GS FLX 测序平台、Illumina公司的Solexa Genome Analyzer测 序平台和ABI公司的SOLiD测序平台。
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。
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，由此推知 待测模板链的序列 。
dNTP
P P P
OH
P
P
OH ddNTP
OH
P
O 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。 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。
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。