第二代dna测序技术的基本原理,第二代DNA测序技术的基本原理

2020-11-22 09:06:34 字数 5025 阅读 3085

1楼:重量

illumina/solexa genome analyzer测序的基本原理是边合成边测序。在sanger等测序方法的基础上,通过技术创新,用不同颜色的荧光标记四种不同的dntp,当dna聚合酶合成互补链时,每添加一种dntp就会释放出不同的荧光,根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理,从而获得待测dna的序列信息。

第二代dna测序技术的概述

2楼:小北

dna测序(dna sequencing)作为一种重要的实验技术,在生物学研究中有着广泛的应用。早在dna双螺旋结构(watson and crick,1953)被发现后不久就有人报道过dna测序技术,但是当时的操作流程复杂,没能形成规模。随后在1977年sanger发明了具有里程碑意义的末端终止测序法,同年a.

m.maxam和w.gilbert发明了化学降解法。

sanger法因为既简便又快速,并经过后续的不断改良,成为了迄今为止dna测序的主流。然而随着科学的发展,传统的sanger测序已经不能完全满足研究的需要,对模式生物进行基因组重测序以及对一些非模式生物的基因组测序,都需要费用更低、通量更高、速度更快的测序技术,第二代测序技术(next-generation sequencing)应运而生。这三个技术平台各有优点,454 flx的测序片段比较长,高质量的读长(read)能达到400bp;solexa测序性价比最高,不仅机器的售价比其他两种低,而且运行成本也低,在数据量相同的情况下,成本只有454测序的1/10;solid测序的准确度高,原始碱基数据的准确度大于99.

94%,而在15x覆盖率时的准确度可以达到99.999%,是目前第二代测序技术中准确度最高的。虽然第二代测序技术的工作一般都由专业的商业公司来完成,但是了解测序原理、操作流程等会对后续的数据分析有很重要的作用,下文将以illumina/solexa genome analyzer 测序为例,简述第二代测序技术的基本原理、操作流程等方面。

第二代dna测序法的原理能解释一下么

3楼:匿名用户

dna测序(dna sequencing)作为一种重要的实验技术,在生物学研究中有着广泛的应用。早在dna双螺旋结构(watson and crick,1953)被发现后不久就有人报道过dna测序技术,但是当时的操作流程复杂,没能形成规模。随后在1977年sanger发明了具有里程碑意义的末端终止测序法,同年a.

m.maxam和w.gilbert发明了化学降解法。

sanger法因为既简便又快速,并经过后续的不断改良,成为了迄今为止dna测序的主流。然而随着科学的发展,传统的sanger测序已经不能完全满足研究的需要,对模式生物进行基因组重测序以及对一些非模式生物的基因组测序,都需要费用更低、通量更高、速度更快的测序技术,第二代测序技术(next-generation sequencing)应运而生。这三个技术平台各有优点,454 flx的测序片段比较长,高质量的读长(read)能达到400bp;solexa测序性价比最高,不仅机器的售价比其他两种低,而且运行成本也低,在数据量相同的情况下,成本只有454测序的1/10;solid测序的准确度高,原始碱基数据的准确度大于99.

94%,而在15x覆盖率时的准确度可以达到99.999%,是目前第二代测序技术中准确度最高的。虽然第二代测序技术的工作一般都由专业的商业公司来完成,但是了解测序原理、操作流程等会对后续的数据分析有很重要的作用,下文将以illumina/solexa genome analyzer 测序为例,简述第二代测序技术的基本原理、操作流程等方面。

基本原理

illumina/solexa genome analyzer测序的基本原理是边合成边测序。在sanger等测序方法的基础上,通过技术创新,用不同颜色的荧光标记四种不同的dntp,当dna聚合酶合成互补链时,每添加一种dntp就会释放出不同的荧光,根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理,从而获得待测dna的序列信息。

第二代dna测序技术的操作流程

4楼:咪浠w眯兮

操作流程如下:

1、测序文库的构建

首先准备基因组,然后将dna随机片段化成几百碱基或更短的小片段,并在两头加上特定的接头。如果是转录组测序,则文库的构建要相对麻烦些,rn**段化之后需反转成cdna,然后加上接头,或者先将rna反转成cdna,然后再片段化并加上接头。

2、锚定桥接

solexa测序的反应在叫做flow cell的玻璃管中进行,flow cell又被细分成8个lane,每个lane的内表面有无数的被固定的单链接头。上述步骤得到的带接头的dna 片段变性成单链后与测序通道上的接头引物结合形成桥状结构,以供后续的预扩增使用。

3、预扩增

添加未标记的dntp 和普通taq 酶进行固相桥式pcr 扩增,单链桥型待测片段被扩增成为双链桥型片段。通过变性,释放出互补的单链,锚定到附近的固相表面。通过不断循环,将会在flow cell 的固相表面上获得上百万条成簇分布的双链待测片段。

4、单碱基延伸测序

在测序的flow cell中加入四种荧光标记的dntp 、dna聚合酶以及接头引物进行扩增,在每一个测序簇延伸互补链时,每加入一个被荧光标记的dntp就能释放出相对应的荧光,测序仪通过捕获荧光信号,并通过计算机软件将光信号转化为测序峰,从而获得待测片段的序列信息。

5、数据分析

这一步严格来讲不能算作测序操作流程的一部分,但是只有通过这一步前面的工作才显得有意义。测序得到的原始数据是长度只有几十个碱基的序列,要通过生物信息学工具将这些短的序列组装成长的contigs甚至是整个基因组的框架,或者把这些序列比对到已有的基因组或者相近物种基因组序列上,并进一步分析得到有生物学意义的结果。

illumina/solexa genome analyzer测序的基本原理是边合成边测序。在sanger等测序方法的基础上,通过技术创新,用不同颜色的荧光标记四种不同的dntp,当dna聚合酶合成互补链时,每添加一种dntp就会释放出不同的荧光,根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理,从而获得待测dna的序列信息。

5楼:kyoya六

1)测序文库的构建(library construction)

首先准备基因组(虽然测序公司要求样品量要达到200ng,但是gnome analyzer系统所需的样品量可低至100ng,能应用在很多样品有限的实验中),然后将dna随机片段化成几百碱基或更短的小片段,并在两头加上特定的接头(adaptor)。如果是转录组测序,则文库的构建要相对麻烦些,rn**段化之后需反转成cdna,然后加上接头,或者先将rna反转成cdna,然后再片段化并加上接头。片段的大小(insert size)对于后面的数据分析有影响,可根据需要来选择。

对于基因组测序来说,通常会选择几种不同的insert size,以便在组装(assembly)的时候获得更多的信息。

2)锚定桥接(su***ce attachment and bridge amplification)

solexa测序的反应在叫做flow cell的玻璃管中进行,flow cell又被细分成8个lane,每个lane的内表面有无数的被固定的单链接头。上述步骤得到的带接头的dna 片段变性成单链后与测序通道上的接头引物结合形成桥状结构,以供后续的预扩增使用。

3)预扩增(denaturation and ***plete amplification)

添加未标记的dntp 和普通taq 酶进行固相桥式pcr 扩增,单链桥型待测片段被扩增成为双链桥型片段。通过变性,释放出互补的单链,锚定到附近的固相表面。通过不断循环,将会在flow cell 的固相表面上获得上百万条成簇分布的双链待测片段。

4)单碱基延伸测序(single base extension and sequencing)

在测序的flow cell中加入四种荧光标记的dntp 、dna聚合酶以及接头引物进行扩增,在每一个测序簇延伸互补链时,每加入一个被荧光标记的dntp就能释放出相对应的荧光,测序仪通过捕获荧光信号,并通过计算机软件将光信号转化为测序峰,从而获得待测片段的序列信息。从荧光信号获取待测片段的序列信息的过程叫做base calling,illumina公司base calling所用的软件是illumina’s genome analyzer sequencing control software and pipeline analysis software。读长会受到多个引起信号衰减的因素所影响,如荧光标记的不完全切割。

随着读长的增加,错误率也会随之上升。

5)数据分析(data analyzing)

这一步严格来讲不能算作测序操作流程的一部分,但是只有通过这一步前面的工作才显得有意义。测序得到的原始数据是长度只有几十个碱基的序列,要通过生物信息学工具将这些短的序列组装成长的contigs甚至是整个基因组的框架,或者把这些序列比对到已有的基因组或者相近物种基因组序列上,并进一步分析得到有生物学意义的结果。

第二代dna测序技术的应用展望

6楼:匿名用户

http://****nature.***/nbt/journal/v26/n10/full/nbt1486.html

http://shiyan.ebioe.***/dnasequencing01.htm

http://****85922222.***/zsyy/qyjs/201004/4091.html

http://****genomics.purdue.edu/~ltl/data-web/2nd_gen_sequencing.pdf

dna测序基本原理及流程是什么?

7楼:听风

pcr循环测序法是将pcr扩增和核酸序列分析技术相结合,从而形成的一种测定核苷酸序列的研究方法,也称作线性扩增测序.该方法采用pcr仪加热使dna模板变性,在taqdna聚合酶作用下,以温度循环模式在模板上进行多轮的双脱氧核苷酸测序反应,线性扩增标记的dna分子.

pcr循环测序法与以往的测序方法相比,其优点在于:大大减少所需的模板量;能提高测序反应产生的信号,降低了操作的复杂性,且聚合酶的用量减少;可在小量制备的模板上进行筛选反应;高温下进行的测序反应使dna聚合酶催化的聚合反应能够通过模板二级结构的区域;双链闭环dna可以直接作为反应模板应用,不用作预先碱变性处理.由于pcr循环测序法能够简单、快速地检测特定序列,因此, pcr循环测序法在核酸序列分析研究中受到广泛的重视.