454基因组测序技术
工作流程
五.测序 携带DNA的捕获磁珠(20um)随后放入 PTP板(Pico TiterPlate)的微孔(29um)中 Pico TiterPlate) 进行后继的测序反应。此反应释放出的光信号 实时被仪器配置的高灵敏度CCD捕获到。有 一个碱基和测序模板进行配对,就会捕获到一 分子的光信号。由此一一对应,就可以准确、 快速地确定待测模板的碱基序列。
工作流程
六.数据分析 454测序系统可以在10小时的运行当中获 得100多万个读长,读取超过4-6亿个碱基信 息。并提供两种不同的生物信息学工具对测序 数据进行分析,适用于不同的应用:达400 MB的从头拼接和任何大小基因组的重测序。
454测序系统图示 454测序系统图示
A为液体试剂供应装置 B为反应池 C为光线检测成像系统和计算机 控制系统
工作流程
三一个磁珠携带样就形成了只包 含一个磁珠和一个独特片段的微反应器。
工作流程
四.乳液PCR扩增 每个独特的片段在自己的微反应器里进行 独立的扩增,而没有其他增后产生了几百万个 相同的拷贝。随后,乳液混合物被打破,扩增 的片段仍然结合在磁珠上。
测序原理
经乳液PCR法扩增后携带有大量模板的磁珠被 放置到芯片上的微孔中。随后使用焦磷酸法测序, 每一轮反应都会掺入一个核苷酸,同时释放一个焦 磷酸,然后焦磷酸和腺苷酰硫酸在磷酸化酶的催化 下生成ATP,然后荧光素酶就可以在ATP参与下将 荧光素转化为氧化荧光素,同时发出荧光被检测器 检测到。
工流程
新一代测序技术
—— 454基因组测序技术
报告人:钱龙 组员:郭斌 邓娟 梁敏 高婷婷 专业:生物化学与分子生物学
背景介绍
DNA测序技术经历了漫长而曲折的发展历程,它已广泛应 用于生物学研究的各个领域,很多生物学问题都可以借助高通 量DNA测序技术予以解决。 迄今为止,我们获得的绝大部分DNA序列都是基于 Sanger测序法获得的。但在过去几年,大规模平行测序平台 (massively parallel DNA sequencing platform massively platform)已经发展为 主流的测序技术,这项测序技术的出现不仅令DNA测序费用降 到了以前的百分之一,还让基因组测序这项以前专属于大型测 序中心的“特权”能够被众多研究人员分享。目前,新的测序技 术及手段还在不断涌现,比如最新的进展就包括建立序列数据 库、建立序列数据分析新方法以及设计测序试验等等。 新一代DNA测序技术有助于人们以更低廉的价格,更全 面、更深入地分析基因组、转录组及蛋片制备
焦磷酸测序
加入含酶小微珠
工作流程
一.样品输入并片段化 大的样品例如基因组DNA或者BAC等被 打断成300-800 bp的片段;对于小分子的非 编码RNA或者PCR扩增产物,这一步A 和B接头(3’和5’端具有特异性)连接到DNA 片段上。接头也将用于后续的纯化,扩增和测 序步骤。具枪Sanger 测序法策略
图b为鸟枪循环芯片测序法 策略
测序原理
在体外构建好的两端带接头的单链DNA在 一个油包水的乳液环境中进行PCR扩增,因为起始 阶段模板浓度非常低,因此,大部分包还有磁珠的 为乳液滴都只含有一种模板,经PCR扩增后,每个 磁珠只连有一种模板的扩增产物,然后打破为乳液 滴,收集磁珠,加入芯片中。
测序策略
454基因组测序使用了一种新的测序策略——循 环芯片测序法(cyclic-array sequencing),也可将 其称为“新一代测序技术或者第二代测序技术”。 所谓循环芯片测序法,简言之就是对布满DNA DNA 样品的芯片重复进行基于DNA的聚合酶反应(模板 变性、引物退火杂交及延伸)以及荧光序列读取反 应。 与传统测序法相比,循环芯片测序法具有操作 更简易、费用更低廉的优势,于是很快就获得了广 泛的应用。
测序质量
454测序技术的准确率在99%以上。其主 要限制来自同聚物,也就是相同碱基的连续掺 入,如AAA或GGG。由于没有终止元件来阻 止单个循环的连续掺入,同聚物的长度就需要 从信号强度中推断出来。这个过程就可能产生 误差。因此,454测序平台的主要错误类型是 插入-缺失。
总结
454测序结果的数据质量高,且分析简单 。其多种多样的应用彰显出它强大的能力,那 些传统意义上无法用测序来解决的问题现在也 可以一并解决了。超长读长与易用的分析工具 相结合,让研究人员能更集中精力于科学研究 ,而不是研究测序过程中的某个技术细节。这 样研究项目能快速完成,接着踏上新的研究道 路。
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