DNA测序技术的发展史之——第一代测序技术

DNA测序技术的发展史之——第一代测序技术

2016-11-19 15:55:42 | 分类：默认分类

[转载]

1953年，沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构，随后，分子生物学研究发展迅速。20世纪70年代，DNA测序技术发明。2001年，首个人类基因组图谱绘制完成。

图1： 沃森和克里克创建的DNA双螺旋结构

在30多年时间，测序技术已取得了相当大的发展，从第一代到第二代乃至第四代，测序读长从长到短，再从短到长。测序技术的一次次变革，使人们越来越多的认识到测序技术在基因组研究，疾病研究，药物研发，育种等领域中的重要作用，对基因和基因组结构的研究和探究也就没有停止过……

图2：测序技术的发展历程

图2所描述的是自沃森和克里克在1953年建立DNA双螺旋结构以来，整个测序技术的发展历程。

第一代DNA测序技术：

☆ 1975年由桑格（Sanger）和考尔森（Coulson）开创的链终止法；

☆1976-1977年由马克西姆（Maxam）和吉尔伯特（Gilbert）发明的化学降解法；

☆ 20世纪90年代初出现的荧光自动测序技术，使DNA测序技术步入了自动化时代。

Sanger法：

在1977年，Sanger（图3）测定了第一个基因组序列——噬菌体X174，全长5375个碱基。自此，人类获得了窥探生命遗传差异本质的能力，并以此为开端步入基因组学时代。研究人员在Sanger法的多年实践之中不断对其进行改进。在2001年，完成的首个人类基因组图谱就是以改进了的Sanger法为其测序基础。

图3：Sanger法测序原理

Sanger法核心原理是：由于ddNTP的2’和3’都不含羟基，其在DNA的合成过程中不能形成磷酸二酯键，因此可以用来中断DNA合成反应，在4个DNA合成反应体系中分别加入一定比例带有放射性同位素标记的ddNTP（分为：ddATP、ddCTP、ddGTP和ddTTP），通过凝胶电泳和放射自显影后可以根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列（图4）。

图4：放射显影照片和测序结果

化学降解法：

1977年，A.M.Maxam和W.Gilbert建立了DNA片段序列的测定方法，化学降解法。

图5：化学降解法操作流程

原理：将一个DNA片段的5'端磷酸基作放射性标记，在5组互相独立的化学反应中分别被部分降解，其中，每一组反应特异地针对某种碱基。生成5组放射性标记的分子，每组混合物中均含有长短不一的DNA分子，其长度取决于该组反应所针对的碱基在原DNA片段上的位置。最后，各组混合物通过聚丙烯酰胺凝胶电源分离，再通过放射自显性来检测末端标记的分子，从而得出目的DNA的碱基序列（图6）。

图6：聚丙烯酰胺凝胶和放射自显影检测实验结果

总的说来，第一代测序技术的主要特点是测序读长可达1000bp，准确性高达99.999%，但测序成本高，通量低等方面的缺点，严重影响了真正大规模的应用。因而第一代测序技术并不是最理想的测序方法。

DNA测序技术的发展史之——第一代测序技术相关推荐

基因测序3——三、四代测序技术来势汹汹，国产化仍在布局二代测序？
基因测序3--三.四代测序技术来势汹汹,国产化仍在布局二代测序? 和义广业创新平台为医械创新创业者提供一站式产业转化服务取消关注 1 人赞同了该文章导读 [行业分析]基因测序系列,将聚焦基因测序 ...
【Android 逆向】加壳技术简介 ( 动态加载 | 第一代加壳技术 - DEX 整体加固 | 第二代加壳技术 - 函数抽取 | 第三代加壳技术 - VMP / Dex2C | 动态库加壳技术 )
文章目录一.动态加载二.第一代加壳技术 ( DEX 整体加固 ) 三.第二代加壳技术 ( 函数抽取 ) 四.第三代加壳技术 ( Java 函数 -> Native 函数 ) 五.so 动态库 ...
易基因｜DNA甲基化方法全解析：方法发展、技术应用、优缺点
大家好,这是专注表观组学十余年,领跑多组学科研服务的易基因. 2021年03月,<Methods>杂志以"DNA methylation methods: global DNA ...
ofdma技术_数字化领航 | Wi-Fi 6 关键技术剖析
随着移动终端和移动应用的普及,我们已经习惯了随时随地接入无线网络.由于数量越来越庞大的移动终端的接入,以及高清视频和VR/AR等高带宽消耗业务的兴起,人们对无线网络的容量和可靠性提出了更高要求. Wi ...
高通量测序的方式解析：单端测序、paired-end/mate-paired(PE/MP)测序
高通量测序的方式主要有:单端测序.paired-end/mate-paired(PE/MP)测序高通量测序的方式主要有:单端测序.paired-end/mate-paired(PE/MP)测序 .当 ...
BAT解密：互联网技术发展之路（1） - 技术发展的驱动力
BAT解密:互联网技术发展之路(1) - 技术发展的驱动力互联网行业是一个快速发展.快速变化的行业,新的业务.新的机会层出不穷,新的技术如雨后春笋般冒出,NoSQL.大数据.云.Node.js.Do ...
第一代基因测序信号处理技术
第一代基因测序信号处理技术按信号处理流程,完整的阐述碱基信号的处理方法,并在实践中进行了应用,仅供大家参考. 测序仪输出信号特点和问题 1.四个通道输出四种碱基的峰形曲线: 2.每个碱基峰形的出峰时 ...
应用第二代测序技术的转录组组装
目录 Next-generation transcriptome assembly 应用第二代测序技术的转录组组装... 2 第一部分:总体介绍挑战与机遇... 2 第二部分:实验提取与数据分析... ...
从第一代到第五代，App加固技术详解
App加固技术功能发展通过这几年的发展APP加固技术,不断得到快速迭代发展,加固的强度也在不断的提升.加固技术的发展主要经历:动态加载.内存不落地加载.指令抽取.指令转换.虚拟机保护.下面就分别对这 ...

DNA测序技术的发展史之——第一代测序技术

DNA测序技术的发展史之——第一代测序技术相关推荐

最新文章

热门文章