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科普:三代测序技术和原理介绍|糖果派对

发布者: 糖果派对发布时间:2020-11-03

糖果派对-金沙糖果派对官方网站|从1977年第一代DNA测序技术(Sanger法)1,发展至今三十多年时间,测序技术已获得了相当大的发展,从第一代到第三代乃至第四代,测序读长从宽到较短,再行从较短到宽。虽然就当前形势显然第二代较短读长测序技术在全球测序市场上依然占据着意味著的优势方位,但第三和第四代测序技术也已在这一两年的时间中较慢发展着。测序技术的每一次变革,也都对基因组研究,疾病医疗研究,药物研发,选育等领域产生极大的推展起到。在这里我主要对当前的测序技术以及它们的测序原理做到一个非常简单的小结。

    图1:测序技术的发展历程  生命体遗传信息的较慢取得对于生命科学的研究具有十分最重要的意义。以上(图1)所叙述的是自沃森和克里克在1953年创建DNA双螺旋结构以来,整个测序技术的发展历程。  第一代测序技术  第一代DNA测序技术用的是1975年由桑格(Sanger)和考尔森(Coulson)首创的链终止法或者是1976-1977年由马克西姆(Maxam)和吉尔伯特(Gilbert)发明者的化学法(链水解)。

并在1977年,桑格测量了第一个基因组序列,是噬菌体X174的,全长5375个碱基1。自此,人类取得了窥视生命遗传差异本质的能力,并以此为开端步入基因组学时代。

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研究人员在Sanger法的多年实践中之中大大对其展开改良。在2001年,已完成的首个人类基因组图谱就是以改良了的Sanger法为其测序基础,Sanger法核心原理是:由于ddNTP的2rsquo;和3rsquo;都不不含羟基,其在DNA的制备过程中无法构成磷酸二酯键,因此可以用来中断DNA制备反应,在4个DNA制备反应体系中分别重新加入一定比例具有放射性同位素标记的ddNTP(分成:ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP),通过凝胶电泳和放射线自底片后可以根据电泳带上的方位确认待测分子的DNA序列(图2)。

这个网址为sanger测序法制作了一个小短片,形象而生动。  值得注意的是,就在测序技术跟上发展的这世纪末中,除了Sanger法之外还经常出现了一些其他的测序技术,如焦磷酸测序法、链接酶法等。

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其中,焦磷酸测序法是后来Roche公司454技术所用于的测序方法2ndash;4,而连接酶测序法是后来ABI公司SOLID技术用于的测序方法2,4,但他们的联合核心手段都是利用了Sanger1中的可中断DNA制备反应的dNTP。    图2:Sanger法测序原理  第二代测序技术  总的说来,第一代测序技术的主要特点是测序读长平均1000bp,准确性高达99.999%,但其测序成本高,通量低等方面的缺点,严重影响了其确实大规模的应用于。因而第一代测序技术并不是最理想的测序方法。

经过大大的技术开发和改良,以Roche公司的454技术、illumina公司的Solexa,Hiseq技术和ABI公司的Solid技术为标记的第二代测序技术问世了。第二代测序技术大大降低了测序成本的同时,还大幅提高了测序速度,并且维持了高准确性,以前已完成一个人类基因组的测序必须3年时间,而用于二代测序技术则意味着必须1周,但在序列读长方面相比第一代测序技术则要较短很多。表格1和图3对第一代和第二代测序技术各自的特点以及测序成本不作了一个非常简单的较为5,以下我将对这三种主要的第二代测序技术的主要原理和特点不作一个非常简单的讲解。    图3.。

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