DNA测序方法

生物技术领域是不断变化的领域之一。 尖端研究的快速发展和发展取决于科学家的创新和创造力以及他们在基本分子技术中发现潜力并将其应用于新过程的能力。 PCR的出现打开了许多基因研究的大门,包括DNA分析手段和基于DNA序列鉴定不同基因。

DNA测序还取决于我们使用凝胶电泳来分离大小差异仅为一个碱基对的DNA链的能力。

DNA测序

在二十世纪七十年代后期,发明了两种更长DNA分子的DNA测序技术。 这些是Sanger (或双脱氧)法和Maxam-Gilbert (化学切割)法。 Maxam-Gilbert方法基于化学物质的核苷酸特异性切割,最适用于测序寡核苷酸(短核苷酸聚合物,通常长度小于50个碱基对)。 Sanger方法更常用,因为它在技术上已经被证明更易于应用,并且随着PCR和自动化技术的出现,可以很容易地应用于包括一些完整基因的DNA长链。 该技术基于PCR延长反应期间双脱氧核苷酸的链终止。

桑格方法

在Sanger方法中,将要分析的DNA链用作模板,在PCR反应中使用DNA聚合酶以使用引物产生互补链。

制备四种不同的PCR反应混合物,每种都含有一定比例的与四种核苷酸之一(ATP,CTP,GTP或TTP)的双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)类似物。 新DNA链的合成一直持续到这些类似物中的一种被并入,此时该链过早被截短。

每个PCR反应将最终含有不同长度的DNA链的混合物,所有DNA都以用于该反应的双脱氧核苷酸标记的核苷酸结束。 然后使用凝胶电泳在四个独立的泳道中分离四个反应的链,并且基于什么长度的链以什么核苷酸结束来确定原始模板的序列。

在自动Sanger反应中,使用了用四种不同颜色的荧光标签标记的引物。 如上所述进行在不同双脱氧核苷酸存在下的PCR反应。 但是,接下来,将四种反应混合物合并并施加到单一泳道的凝胶上。 使用激光束检测每个片段的颜色,并且由计算机收集信息,该计算机生成显示每种颜色的峰的色谱图,从中可以确定模板DNA序列。

通常,自动测序方法仅对长度最多约700-800个碱基对的序列是准确的。 然而,有可能使用逐步法(例如Primer Walking和Shotgun测序)获得更大基因的全序列,实际上可以获得全基因组。

Primer Walking中 ,使用Sanger方法对较大基因的可行部分进行测序。 从序列的可靠区段产生新的引物并用于继续测序超出原始反应范围的基因部分。

鸟枪法测序需要将感兴趣的DNA片段随机切割成更合适的(可管理的)大小的片段,对每个片段进行测序,并基于重叠的序列对片段进行排列。 通过应用计算机软件来安排重叠部分,这种技术变得更加容易。