? ? ? ?桑格測序法,又稱雙脫氧鏈終止反應,與化學降解法以及其衍生方法統(tǒng)稱為第一代DNA測序技術,為人類基因組計劃所使用主要測序方法,人類基因組中用的是基于sanger法的半自動測序儀。其原理是測序反應的核心就是利用ddNTP(由于缺少3'-OH基團,不具有與另一個dNTP連接形成磷酸二酯鍵的能力),這些ddNTP可用來中止DNA鏈的延伸。此外,這些ddNTP上連接有放射性同位素或熒光標記基團,因此可以被自動化的儀器或凝膠成像系統(tǒng)所檢測到。
其測序步驟如下:
首先,將待測序的DNA擴增,就是復制出很多相同的DNA,準備足夠的樣本量?!?/p>

接下來,加熱,使DNA變性。雙鏈DNA就分離開來,成為單鏈DNA,只留下下面的單鏈,稱為模板鏈?!?/p>

將測序引物(primer)和模板鏈結合,從模版連的3’位置開始(圖片中應該是反了,后面圖片都是反的,感謝徐鑫指正?。?,加入引物是因為DNA聚合酶不能重頭復制需要前面有一小段起點。(感謝阿敲指正?。?/p>

然后將添加完測序引物的DNA平均分散在四個反應容器中。為什么是四個?因為DNA由4個堿基組成,分別是:A、T、G、C?!?/p>

接下來,將DNA聚合酶加入到所有四個反應容器中。↓

繼續(xù)添加佐料,將四個基本堿基的原料(dNTP),這些原料還是單個的脫氧核糖核酸,加入到每個反應容器?!?/p>

接下來,關鍵步驟來了,加入特異性ddNTP到反應容器,每個反應容器中只加入一種ddNTP。這里有點復雜,要說一下,什么是特異性ddNTP。ddNTP就是一種變異過的堿基,也有四種,我們姑且稱為A*,T*,G*,C*,他也可以和對應的堿基結合,A*-> T, T*-> A, G*->C, C*->G。但是和普通堿基不同的是,當他們和對應堿基結合后,可以終止后續(xù)的其他結合,就是DNA的鏈式反應就結束了。這樣就產(chǎn)生很多一邊完整(模板單鏈),一邊不完整(因為ddNTP的存在)的DNA分子。如下圖,分別加入不同的ddNTP后↓

以黃色的為例,比如這個黃色容器代表加入ddATP(A*)。↓

因為有DNA聚合酶,還有堿基原料,還有特殊堿基A*,在這個容器內(nèi)開始DNA聚合反應?!?/p>

聚合酶將各個堿基連接到模板鏈上,直至特殊的A*堿基(帶尾巴的黃色塊)和綠色塊T堿基配對,然后聚合反應終止。這里大家要問了,為什么不和前面的兩個綠色結合,直接終止呢?這里要說一句,這里的結合是隨機產(chǎn)生的,所以,有一些運氣好,直接就和第一個綠色塊結合,然后終止了。有些就和第二個綠色塊結合,有些就和后面的綠色塊結合,反正因為樣本足夠,按照概率來說,每個對應的綠色塊都會有機會和特殊A*堿基配對。下圖只是其中一種情況。↓

其他的容器內(nèi)也在發(fā)生相類似的反應。等到反應結束后,將這四個容器內(nèi)的產(chǎn)物,放置到電泳膠上?!?/p>

通電↓

由于其磷酸鹽主鏈賦予的負電荷,DNA從負極開始遷移,較小的較輕長度的DNA進一步遷移到電泳板的底部。剛剛我們提到過,由于ddNTP隨機結合的位置不同,形成的不完整DNA分子,這里不同的DNA分子就被區(qū)分出來了,并且分布在不同的位置上。通過熒光標記的方法,就會在膠片上留下記號?!?/p>

轉自
https://zhuanlan.zhihu.com/p/29270914
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A1%91%E6%A0%BC%E6%B5%8B%E5%BA%8F