基因测序仪

时间:2024-10-04 22:01:55编辑:揭秘君

DNA测序法

DNA测序(DNA sequencing,或译DNA定序)是指分析特定DNA片段的碱基序列,也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤的(G)排列方式。RNA测序则通常将RNA提取后,反转录为DNA后使用DNA测序的方法进行测序。目前应用最广泛的是由Frederick Sanger发明的Sanger双脱氧链终止法(Chain Termination Method)。新的测序方法,例如454生物科学的方法和焦磷酸测序法。

Sanger测序法Sanger(桑格)双脱氧链终止法是Frederick Sanger于1975年发明的。测序过程需要先做一个聚合酶连锁反应(PCR)。PCR过程中,双脱氧核糖核酸可能随机的被加入到正在合成中的DNA片段里。由于双脱氧核糖核酸多脱了一个氧原子,一旦它被加入到DNA链上,这个DNA链就不能继续增加长度。最终的结果是获得所有可能获得的、不同长度的DNA片段。目前最普遍最先进的方法,是将双脱氧核糖核酸进行不同荧光标记。将PCR反应获得的总DNA通过毛细管电泳分离,跑到最末端的DNA就可以在激光的作用下发出荧光。由于ddATP, ddGTP, ddCTP, ddTTP(4种双脱氧核糖核酸)荧光标记不同,计算机可以自动根据颜色判断该位置上碱基究竟是A,T,G,C中的哪一个[2]。

454生物科学和焦磷酸测序法454测序法由454生物科学发明,是一个类似焦磷酸测序法的新方法。2003年向GenBank提交了一个腺病毒全序列[3],使得他们的技术成为Sanger测序法后第一个被用来测生物基因组全序列的新方法。454使用类似于焦磷酸测序的方法,有着相当高的读取速度,大约为5小时可以测两千万碱基对[4]。


DNA测序的测序原理

就是利用一种DNA聚合酶来延伸结合在待定序列模板上的引物。直到掺入一种链终止核苷酸为止。每一次序列测定由一套四个单独的反应构成,每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸(dNTP),并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)。由于ddNTP缺乏延伸所需要的3-OH基团,使延长的寡聚核苷酸选择性地在G、A、T或C处终止。终止点由反应中相应的双脱氧而定。每一种dNTPs和ddNTPs的相对浓度可以调整,使反应得到一组长几百至几千碱基的链终止产物。它们具有共同的起始点,但终止在不同的的核苷酸上,可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段,凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。

基因分析仪是不是就是基因测序仪

基因测序只是基因检测的方法之一,其又叫基因谱测序,是国际上公认的一种基因检测标准。[5]
基因测序广为人知的还有针对唐氏综合征筛查的无创产前基因检测。只需要孕妇5毫升血,通过化验血液中甲型胎儿蛋白(AFP)、人类绒毛膜促性腺激素(β-hCG)的浓度,就可以算出胎儿出现唐氏综合征的危险性。[5]
最近公众关注的H7N9,就是中国科学家通过基因测序等技术手段,发现的一种新型重配禽流感病毒。[5]
近年间,基因测序从实验室走入临床,甚至逐渐成为全球医学界热门的话题。其中一个很重要的原因,是“名人效应”,苹果公司创始人乔布斯和影星安吉丽娜·朱莉都曾采用基因测序方法希望抵御癌症的侵袭,朱莉还为此预防性地切除自己的乳腺。乔布斯虽然仍因癌症去世,但他生前接受的全基因测序,已成为很多国家富人追捧的高端体检服务。


基因测序仪的原理

基因测序仪是一种在医学领域使用的仪器。原理:abi prism 310型基因分析仪采用毛细管电泳技术取代传统的聚丙烯酰胺平板电泳,应用该公司专利的四色荧光染料标记的ddntp(标记终止物法),因此通过单引物pcr测序反应,DNA测序仪生成的pcr产物则是相差1个碱基的3''''末端为4种不同荧光染料的单链dna混合物,使得四种荧光染料的测序 pcr产物可在一根毛细管内电泳,从而避免了泳道间迁移率差异的影响,大大提高了测序的精确度。由于分子大小不同,在毛细管电泳中的迁移率也不同,当其通过毛细管读数窗口段时,激光检测器窗口中的ccd(charge-coupled device)摄影机检测器就可对荧光分子逐个进行检测,激发的荧光经光栅分光,以区分代表不同碱基信息的不同颜色的荧光,并在ccd摄影机上同步成像,分析软件可自动将不同荧光转变为dna序列,从而达到dna测序的目的。分析结果能以凝胶电泳图谱、荧光吸收峰图或碱基排列顺序等多种形式输出。


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