第三代基因测序原理及应用

第三代测序原理什么是DNA？•DNA是英文Deoxyribonucleicacid的缩写，中文含义为脱氧核糖核酸。•脱氧核糖核苷酸的类型：腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）=鸟嘌呤（G）DNA分子的排列顺序是可以检测的，从而可以解读遗传信息，即测序。DNA结构（视频）什么是基因？•基因是具有遗传效应的DNA分子片段，由许多脱氧核苷酸按照一定的碱基顺序构成的长链聚合物。基因身高肤色智商胖瘦基因组：一个细胞内的全套染色体为一个基因组，或是一个细胞中的全部DNA为一个基因组什么是基因组？基因组染色体基因测序技术发展史第一代测序原理-Sanger测序法双脱氧链终止法（Sanger法）：1977年，英国人FredSanger发现，如果在DNA复制过程中掺入ddNTP，就会产生一系列末端终止的DNA链，并能通过电泳按长度分辨。不同末端终止DNA链的长度是由掺入到新合成链上随机位置的ddNTP决定的。复制叉（Replicationfork）DNAligase：DNA连接酶；DNAgyrase：DNA旋转酶；DnaBhelicase：解旋酶SSB：单链结合蛋白；DNA连接酶（DNAligase）•功能：连接DNA链3‘-OH末端和另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链。DNA复制Sanger测序法第一代测序成果：人类基因组2001年2月份同时发表，从此有了人类基因组模板。ATCGAACTTCCATTGCACCAATATAGGTACGTAAATCGAACTTCCTTGCACCTATATAGGTGTACGTAA参考序列：测序所得序列：碱基缺失碱基突变碱基重复•特点：测序长度700-1000bp；通量小，一次96个样本，每个样本1条序列•临床应用：单基因病检测，如血友病、白化病、地中海贫血等第二代测序原理-高通量测序NextSeq500–灵活通量废液槽缓冲液化学试剂FlowCellCAGTCATCACCTAGCGTA5’GTGTCAGTCAGTCA3’5’测序基础原理：边合成边测序(SBS)如何理解边合成边测序？用不同颜色的荧光标记四种dNTP，在聚合酶作用下，按照碱基互补配对原则（A与T配对，C与G配对）进行链的延伸，每延伸一个碱基，碱基释放荧光。通过光学系统捕获荧光，从而获得碱基信息。MiSeq建库2HOURSCluster1HOURS测序4HOURS信息分析0.5HOURS一体化进行：上样后，测序仪自动化完成扩增和测序二代测序法第三代测序原理-单分子测序第三代测序方法与现在的测序技术相比之下的优点：1）更高的通量；2）更短的测序时间；3）更长的读取长度；4）更高的精确性，可以检测出极少的变异；5）需要很少的起始量；6）低成本。HelicoBioScience单分子测序技术PacificBioscienceSMRT技术OxfordNanoporeTechnologies的纳米孔单分子测序技术第三代测序原理-单分子测序第三代测序方法与现在的测序技术相比之下的优点：1）更高的通量；2）更短的测序时间；3）更长的读取长度；4）更高的精确性，可以检测出极少的变异；5）需要很少的起始量；6）低成本。