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隨著科技的快速發(fā)展優化程度,基因定序技術(shù)經(jīng)歷了從一代到二代的巨大飛躍。基因二代定序(Next-Generation Sequencing, NGS)是一種革命性的技術(shù)情況較常見,能夠在短時(shí)間內(nèi)快速且精確地測(cè)定大量DNA序列更優美。大大提高了定序的效率和準(zhǔn)確性,也大大降低了定序的成本應用創新,使得大規(guī)目赡苄愿?;蚪M定序成為可能。
一引人註目、邊合成邊定序在DNA複製過程中,隨著DNA聚合酶沿著模板鏈移動(dòng)溝通機製,新合成的DNA鏈上會(huì)不斷添加新的鹼基好宣講。基因二代定序技術(shù)正是在這過程中捕捉新添加的鹼基訊息領先水平,從而確定DNA的序列。具體來說,在定序過程中會(huì)同時(shí)添加DNA聚合酶戰略布局、接頭引子和4種帶有鹼基特異性螢光標(biāo)記的dNTPs(脫氧核糖核苷三磷酸)事關全面。這些dNTPs的3'-OH端被化學(xué)方法保護(hù),因此每次只能添加一個(gè)dNTP狀態。當(dāng)一個(gè)dNTP被添加到合成鏈上後技術節能,所有未使用的遊離dNTP和DNA聚合酶會(huì)被洗脫掉,隨後加入激發(fā)螢光所需的緩衝液廣泛認同,激發(fā)螢光訊號(hào)國際要求。最後,利用電腦分析將光訊號(hào)轉(zhuǎn)換為定序鹼基鍛造。
二競爭激烈、可逆終止末端基因二代定序技術(shù)使用了特殊的可逆終止劑。當(dāng)DNA聚合酶將其摻入新合成的DNA鏈中時(shí)改善,會(huì)形成一個(gè)可逆的終止末端空白區。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)鹼基,這使得每次只能添加一個(gè)鹼基並進(jìn)行螢光訊號(hào)的捕捉信息化。隨後形勢,透過加入特定的化學(xué)試劑,可以切除這個(gè)可逆終止末端充分發揮,暴露出3'-OH端選擇適用,以便進(jìn)行下一個(gè)鹼基的添加和定序管理。
三、定序平臺(tái)與原理實(shí)例以Illumina定序平臺(tái)為例業務指導,其定序原理基於邊合成邊定序技術(shù)改進措施。在定序過程中,DNA片段透過適配子連接到流動(dòng)槽(flow cell)上長足發展,經(jīng)過PCR擴(kuò)增後形成簇群今年。然後,透過逐輪加入帶有螢光標(biāo)記的可逆末端終止子鹼基實施體系,每次加入一個(gè)鹼基並檢測(cè)發(fā)出的螢光訊號(hào)組建,逐步合成新鏈,從而讀取DNA序列效果較好。具體來說:1重要的意義、DNA文庫建構(gòu):將DNA樣本切割成短片段,並添加接頭進(jìn)行修飾等多個領域,以便進(jìn)行後續(xù)的定序反應(yīng)再獲。 2.上機(jī)定序:將建構(gòu)好的DNA文庫載入到定序儀上,進(jìn)行橋式PCR擴(kuò)增應用擴展,形成簇狀結(jié)構(gòu)體驗區,增強(qiáng)螢光訊號(hào)強(qiáng)度。 3.邊合成邊定序:在定序過程中活動上,逐輪加入帶有螢光標(biāo)記的可逆末端終止子鹼基有望,每次加入一個(gè)鹼基後,利用雷射掃描捕捉螢光訊號(hào)導向作用,並確定添加的鹼基類型方案。隨後,切除可逆終止末端堅持好,繼續(xù)下一個(gè)鹼基的添加和定序即將展開。
四、技術(shù)特性與應(yīng)用基因二代定序技術(shù)具有高通量特性、高效率傳承、低成本等優(yōu)點(diǎn),可同時(shí)對(duì)大量DNA分子進(jìn)行定序建言直達,適用於基因組學(xué)研究多種、轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究、疾病診斷與治療等多個(gè)領(lǐng)域充分發揮。例如發展成就,在基因組學(xué)研究中,可以利用二代定序技術(shù)快速獲取大量個(gè)體的基因組信息,揭示人類遺傳多樣性開展面對面、疾病易感基因等關(guān)鍵信息系統;在疾病診斷中,可以透過檢測(cè)患者樣本中的基因突變進一步提升、融合基因等訊息快速融入,為精準(zhǔn)醫(yī)療提供有力支持。
基因二代定序原理主要基於邊合成邊定序和可逆終止末端技術(shù)系統,透過捕捉新添加的鹼基資訊來確定DNA的序列增強。這項(xiàng)技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用前景,在生命科學(xué)研究和臨床應(yīng)用中發(fā)揮重要作用交流等。
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