一代、二代、三代测序的技术原理和技术特点分别是什么?
技术原理:
一代—双脱氧终止法
二代—桥式PCR+4色荧光可逆终止+激光扫描成像
三代—PacBio SMRT测序技术
技术特点:
一代—只能检测序列一致的PCR产物;读长可以较长,比如Sanger可以达到几百bp;通量低,一次只能检测少量的序列;成本低;
二代—可以并行测序;需要放大信号才能检测;通量大,可以产生上G的reads;读长较短,一-般是固定的,比如50、100、150、250等;成本较高
三代:可以并行测序;不需要放大信号,对单个分子进行测序;通量大,比如SequelII平台,一张芯片可以有800万个ZMW;读长较长;测序精确度较差;成本高; 宏基因组测序也是二代测序。河南二代测序提供
二代测序的建库步骤④
四、接头连接
接头选择:根据测序平台的要求选择合适的接头。不同的二代测序平台(如Illumina、IonTorrent等)有各自特定设计的接头。这些接头包含与测序平台的流动池(flowcell)表面互补的序列,用于将DNA片段固定在测序芯片上,还包含用于区分不同样本的索引序列(index)等。
连接反应:使用DNA连接酶将接头与DNA片段连接。T4DNA连接酶是常用的连接酶,它可以在ATP(三磷酸腺苷)存在下,将接头的5'-磷酸基团与DNA片段的3'-羟基形成磷酸二酯键,从而将接头连接到DNA片段的两端。连接反应的条件(如温度、连接酶的用量、反应时间等)需要根据具体的实验要求进行优化,以确保较高的连接效率。 甘肃嘉安健达二代测序分析二代测序可以边合成边测序吗?
二代测序的建库步骤②
二、片段化处理
物理方法:超声破碎是常用的物理片段化方法。它通过超声波的高频振动将核酸分子打断成合适大小的片段。例如,在一些文库构建中,将DNA样本置于超声破碎仪中,通过调整超声功率和时间,可以将DNA片段化到几百碱基对(bp)的长度范围,一般在150-300bp左右,这符合二代测序的读长要求。超声破碎的优点是片段大小比较均匀,但操作需要优化超声参数,否则可能会导致过度破碎或片段大小不一致。
酶切方法:利用限制性内切酶进行片段化。限制性内切酶能够识别特定的DNA序列,并在这些序列处切割DNA。例如,用EcoRⅠ酶可以识别GAATTC序列并进行切割。通过选择合适的限制性内切酶组合,可以将DNA切割成期望大小的片段。不过,这种方法的局限性在于酶切位点的限制,可能无法获得理想的片段大小分布,而且可能会引入酶切偏好性。
二代测序的建库步骤①
一、样本准备
样本采集:根据研究目的采**适的样本,如血液、组织、细胞等。例如,在**研究中,可能会采集**组织和对应的正常组织。对于血液样本,一般采用静脉穿刺采集外周血,收集在含有抗凝剂(如EDTA)的**管中,以防止血液凝固。组织样本则需要在合适的条件下尽快处理,以保持核酸的完整性。如果是新鲜组织,可将其置于液氮中速冻,然后保存在-80℃冰箱中。
核酸提取:从样本中提取高质量的DNA或RNA。对于DNA提取,常用的方法有酚-氯仿抽提法和商业化的DNA提取试剂盒。酚-氯仿抽提法是利用酚和氯仿使蛋白质变性,离心后使DNA处于水相,从而实现分离。试剂盒则是基于吸附柱的原理,DNA在特定的缓冲液条件下吸附在硅胶膜上,经过洗涤和洗脱步骤得到纯净的DNA。RNA提取过程中,需要特别注意防止RNA酶的污染,因为RNA酶***存在且很稳定,容易降解RNA。一般会使用含有RNA酶抑制剂的试剂,如焦碳酸二乙酯(DEPC)处理水来配制试剂,并且操作过程要在无RNA酶的环境中进行,如使用无RNA酶的***头和离心管。常用的RNA提取方法是Trizol法,Trizol试剂可以同时破碎细胞并使RNA与蛋白质和DNA分离,然后通过氯仿抽提、异丙醇沉淀等步骤得到RNA。 二代测序是先打断DNA,使其片段化。
二代测序技术的一些***研究进展②
植物基因组学研究领域 :
花生四倍体野生种基因组测序:河南农业大学殷冬梅教授团队和上海交通大学韦朝春教授团队联合发布了花生四倍体野生种近乎完整基因组 amon2.0 版本。该研究结合 ONT 超长读段、二代测序和 Hi-C 等多种测序技术,使基因组的连续性、完整性和准确性都得到了显著提高,为花生的遗传驯化和分子育种提供了重要的基因组数据信息资源。
长雄野生稻基因组解析:中科院昆明动物所王文研究组与云南省农科院粮食作物研究所胡凤益研究组等中外机构合作,利用二代测序技术成功组装出高质量的长雄野生稻基因组,并对其与近缘物种的分歧时间、基因的收缩扩张等进行了分析,还鉴定出一批可能影响地下茎以及自交不亲和性状的候选基因及代谢途径,为解析相关分子机制提供了重要线索。 denovo测序是二代测序吗?西藏哪里有二代测序技术
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二代测序——蛋白质甲基化
概念及位置:蛋白质甲基化是指在蛋白质的氨基酸残基上添加甲基基团。常见的甲基化修饰位点包括精氨酸(Arg)和赖氨酸(Lys)残基。
作用
1、调节蛋白质 - 蛋白质相互作用:例如,组蛋白(染色体的组成成分)的甲基化可以改变染色质的结构和功能,影响基因的可及性。当组蛋白 H3 的赖氨酸残基(如 H3K4、H3K9 等)发生甲基化时,会招募不同的蛋白质复合物,从而***或抑制基因转录。2、调节酶的活性:某些酶的活性可以通过蛋白质甲基化来调节。甲基化可能改变酶的活性中心的结构或者影响其与底物的结合能力。
检测方法:质谱分析:这是一种***用于检测蛋白质甲基化的方法。它能够精确地确定蛋白质分子的质量,通过比较甲基化和未甲基化蛋白质的质谱图,可以鉴定甲基化位点和修饰程度。 河南二代测序提供
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