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體外DNA擴(kuò)增技術(shù)
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隨著科技的飛速發(fā)展競爭激烈,基因測序技術(shù)已經(jīng)歷了從一代到二代的巨大飛躍提高鍛煉。基因二代測序(Next-Generation Sequencing, NGS)是一種革命性的技術(shù)越來越重要,能夠在短時(shí)間內(nèi)快速創新內容、準(zhǔn)確地測定大量DNA序列機遇與挑戰。極大地提高了測序的效率和準(zhǔn)確性,還極大地降低了測序的成本善於監督,使得大規(guī)募杉夹g;蚪M測序成為可能。
一進一步、邊合成邊測序
在DNA復(fù)制過程中大部分,隨著DNA聚合酶沿模板鏈移動(dòng),新合成的DNA鏈上會(huì)不斷添加新的堿基實際需求〗鉀Q方案;蚨鷾y序技術(shù)正是在這一過程中捕捉新添加的堿基信息優勢,從而確定DNA的序列。具體來說幅度,測序過程中會(huì)同時(shí)添加DNA聚合酶結構、接頭引物和帶有堿基特異性熒光標(biāo)記的4種dNTPs(脫氧核糖核苷三磷酸)。這些dNTPs的3'-OH端被化學(xué)方法保護(hù)貢獻,因此每次只能添加一個(gè)dNTP規模最大。當(dāng)一個(gè)dNTP被添加到合成鏈上后,所有未使用的游離dNTP和DNA聚合酶會(huì)被洗脫掉統籌,隨后加入激發(fā)熒光所需要的緩沖液最深厚的底氣,激發(fā)熒光信號(hào)。最后振奮起來,利用計(jì)算機(jī)分析將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為測序堿基品質。
二、可逆終止末端
基因二代測序技術(shù)使用了特殊的可逆終止劑深入各系統。當(dāng)DNA聚合酶將其摻入到新合成的DNA鏈中時(shí)解決問題,會(huì)形成一個(gè)可逆的終止末端。這個(gè)終止末端會(huì)暫時(shí)阻止DNA聚合酶繼續(xù)添加下一個(gè)堿基作用,從而使得每次只能添加一個(gè)堿基并進(jìn)行熒光信號(hào)的捕捉相互配合。隨后,通過加入特定的化學(xué)試劑著力增加,可以切除這個(gè)可逆終止末端智能化,暴露出3'-OH端,以便進(jìn)行下一個(gè)堿基的添加和測序處理。
三建設、測序平臺(tái)與原理實(shí)例
以Illumina測序平臺(tái)為例,其測序原理基于邊合成邊測序技術(shù)助力各行。在測序過程中前來體驗,DNA片段通過適配子連接到流動(dòng)槽(flow cell)上,經(jīng)過PCR擴(kuò)增后形成簇群應用。然后建議,通過逐輪加入帶有熒光標(biāo)記的可逆末端終止子堿基,每次加入一個(gè)堿基并檢測發(fā)出的熒光信號(hào)先進的解決方案,逐步合成新鏈,從而讀取DNA序列創造更多。具體來說:
1宣講活動、DNA文庫構(gòu)建:將DNA樣本切割成短片段,并添加接頭進(jìn)行修飾工藝技術,以便進(jìn)行后續(xù)的測序反應(yīng)效率。
2規模、上機(jī)測序:將構(gòu)建好的DNA文庫加載到測序儀上,進(jìn)行橋式PCR擴(kuò)增講道理,形成簇狀結(jié)構(gòu)發展目標奮鬥,增強(qiáng)熒光信號(hào)強(qiáng)度。
3更多的合作機會、邊合成邊測序:在測序過程中延伸,逐輪加入帶有熒光標(biāo)記的可逆末端終止子堿基,每次加入一個(gè)堿基后服務好,利用激光掃描捕捉熒光信號(hào)新趨勢,并確定添加的堿基類型。隨后共謀發展,切除可逆終止末端學習,繼續(xù)下一個(gè)堿基的添加和測序。
四聽得懂、技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用
基因二代測序技術(shù)具有高通量應用優勢、高效率、低成本等優(yōu)點(diǎn)全方位,可以同時(shí)對(duì)大量DNA分子進(jìn)行測序高效節能,適用于基因組學(xué)研究、轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究深刻認識、疾病診斷與治療等多個(gè)領(lǐng)域核心技術。例如,在基因組學(xué)研究中主動性,可以利用二代測序技術(shù)快速獲取大量個(gè)體的基因組信息創造性,揭示人類遺傳多樣性、疾病易感基因等關(guān)鍵信息道路;在疾病診斷中性能,可以通過檢測患者樣本中的基因突變、融合基因等信息對外開放,為精準(zhǔn)醫(yī)療提供有力支持技術創新。
基因二代測序原理主要基于邊合成邊測序和可逆終止末端技術(shù),通過捕捉新添加的堿基信息來確定DNA的序列資料。這一技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用前景實施體系,在生命科學(xué)研究和臨床應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用應用的因素之一。
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