
測(cè)序知識(shí).png
測(cè)序過(guò)程和原理
一代測(cè)序(Sanger測(cè)序)
- 原理:由于ddNTP的2’和3’都不含羥基,其在DNA的合成過(guò)程中不能形成磷酸二酯鍵,因此可以用來(lái)中斷DNA合成反應(yīng)。在4個(gè)DNA合成反應(yīng)體系中分別加入一定比例帶有放射性同位素標(biāo)記的ddNTP,得到片段大小不一致的DNA混合物,然后通過(guò)凝膠電泳分離和放射自顯影后識(shí)別確定待測(cè)分子的DNA序列。
- 特點(diǎn):讀長(zhǎng)長(zhǎng)(1000 bp),準(zhǔn)確性高(99.999%),通量低。
二代測(cè)序(NGS測(cè)序)
- 原理:邊合成邊測(cè)序(Sequencing by Synthesis,SBS)
在Sanger等測(cè)序方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,用不同顏色的熒光標(biāo)記四種不同的dNTP,當(dāng)DNA聚合酶合成互補(bǔ)鏈時(shí),每添加一種dNTP就會(huì)釋放出不同的熒光,根據(jù)捕捉的熒光信號(hào)并經(jīng)過(guò)特定的計(jì)算機(jī)軟件處理,從而獲得待測(cè)DNA的序列信息。
- 特點(diǎn):通量高、時(shí)間短、讀長(zhǎng)短。
- 平臺(tái)介紹
Roche公司的454技術(shù)、
Illumina公司的Solexa技術(shù)
Life technologies(ABI)公司的SOLiD技術(shù)(Ion Torrent和Ion Proton) - 流程
- DNA文庫(kù)構(gòu)建
將基因組DNA隨機(jī)片段化,然后通過(guò)末端修復(fù)、磷酸化、加A等步驟修補(bǔ)成平末端,最后加上特定的接頭(Adaptor),構(gòu)建成DNA文庫(kù)。 - 簇的生成——橋式PCR
Flowcel上面連有兩種接頭(P5、P7),當(dāng)DNA經(jīng)變性后流經(jīng)Flowcell時(shí),利用Flowcell上的接頭與DNA兩端的接頭相互匹配。DNA進(jìn)行橋式PCR擴(kuò)增,從而將堿基信號(hào)放大。通過(guò)橋式PCR不斷循環(huán)獲得上百萬(wàn)條成簇分布的雙鏈待測(cè)片段。 - 測(cè)序
- 數(shù)據(jù)產(chǎn)出
三代測(cè)序
- 原理:
- SMRT技術(shù):
也采用邊合成邊測(cè)序方法,以SMRT芯片為測(cè)序載體,芯片上眾多小孔中的DNA聚合酶和模板結(jié)合,4色熒光標(biāo)記4種堿基(dATP,dTTP,dCTP,dGTP),在堿基配對(duì)階段,加入不同堿基會(huì)發(fā)出不同的光,根據(jù)光的波長(zhǎng)與峰值可判斷進(jìn)入的堿基類(lèi)型。另外,若堿基存在修飾,則通過(guò)聚合酶的速度會(huì)減慢,因此可以通過(guò)檢測(cè)相鄰兩個(gè)堿基之間的測(cè)序時(shí)間、兩峰之間的距離來(lái)檢測(cè)甲基化等堿基修飾情況。SMRT測(cè)序速度快(每秒約數(shù)個(gè)dNTP),但是,測(cè)序錯(cuò)誤率也較高(達(dá)到15%,可通過(guò)多次測(cè)序進(jìn)行有效的糾錯(cuò))。- 納米孔單分子測(cè)序技術(shù):
該技術(shù)的原理是當(dāng)在膜兩側(cè)施加電壓,分子馬達(dá)驅(qū)動(dòng)DNA分子通過(guò)納米孔,導(dǎo)致電荷發(fā)生變化,每種堿基引起的電流變化是不同的,通過(guò)檢測(cè)這些電流進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的堿基序列。
特點(diǎn):無(wú)需PCR擴(kuò)增,讀長(zhǎng)長(zhǎng),無(wú)視GC含量的影響。
平臺(tái)
PacBio 實(shí)時(shí)單分子測(cè)序
Complete Genomics公司的復(fù)合探針-錨定連接技術(shù)
Oxford Nanopore 納米孔單分子通道技術(shù)
Ion Torrent電子流檢測(cè)技術(shù)注:以上內(nèi)容均摘自微信公眾號(hào) “生信星球”
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