转录组测序原理

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双脱氧链终止法采用DNA复制原理。 Sanger测序反应体系中包括目标DNA片段、脱氧三磷酸核苷酸(dNTP)、双脱氧三磷酸核苷酸(ddNTP)、测序引物及DNA聚合酶等。 测序反应的核心就是其使用的ddNTP:由于缺少3'-OH基团,不具有与另一个dNTP连接形成磷酸二酯键的能力,这些ddNTP可用来中止DNA链的延伸。此外,这些ddNTP上连接有放射性同位素或荧光标记基团,因此可以被自动化的仪器或凝胶成像系统所检测到。

Roche公司的454技术、illumina公司的Solexa/Hiseq技术和ABI公司的SOLID技术标志第二代测序技术诞生。其中Roche公司的454测序系统是第二代测序技术中第一个商业化运营的测序平台。
其中Illumina市场规模占到75%以上,主要包括Miseq,Hiseq。下面👇就主要介绍它的PE(Pair End双端)测序原理:

名词:
flowcell: 测序反应的载体/容器,1个flowcell有8个lane
lane: 测序反应的平行泳道,试剂添加、洗脱等过程的发生位置
tile: 每次荧光扫描的位置,肉眼是看不到的
双端测序: 可能序列比较长有四五百bp,两边各测120-150bp
junction: 双端测序中间一些没有测到的区域
index(barcode):一个lane通常要测多个样品,每个样品都加上特定的序列标签,用于区分不同样品。
flowcell构造:一个lane包含两列(swath),每一列有60个tile,每个tile会种下不同的cluster,每个tile在一次循环中会拍照4次(每个碱基一次)

打断以后会出现末端不平整的情况,用酶补平,所以现在的序列是平末端。
完成补平以后,在3'端使用酶加上一个特异的碱基A,加上A之后就可以利用互补配对的原则,加上adapter,这个adpater可以分成两个部分,一个部分是测序的时候需要用的引物序列,另一部分是建库扩增时候需要用的引物序列。
进行PCR扩增,使得我们的DNA样品浓度足够上机要求。

reads1 与 reads2 不发生重叠

flowcell是用于吸附流动DNA片段的槽道,测序就在此进行。上面构建好的文库中的待测序列事先配置好一定的浓度,经过这里的时候,会在特异的化学试剂作用下,强力随机地附着在lane上,与上面的短序列配对。上样的结果就是lane吸附住了冲过来的DNA,并且可以在表面进行桥式PCR扩增。

双端测序之Forward Strand

为什么Illumina测序会有长度限制呢?

Hiseq2000测序仪
测序仪搭配了两个flowcell,简称双流动槽。比较经典的Hiseq2500一次能产出700-800Gb数据(此处Gb为测序碱基数,不同于字节数的Gb)
数据量=单端reads长度 * 单端reads个数 * 2(PE)
测序深度=数据量大小 / 参考基因组大小

这是一个新的里程碑。以PacBio公司的SMRT和Oxford Nanopore Technologies的纳米孔单分子测序技术为标志,被称之为第三代测序技术。与前两代相比,最大的特点就是单分子测序,测序过程无需进行PCR扩增,超长读长,平均达到10Kb-15Kb,是二代测序技术的100倍以上,值得注意的是在测序过程中这些序列的读长也不再是相等的。

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3. https://mp.weixin.qq.com/s/tWHWA-f1RnP_XWY66p12pg
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