基因检测设备-基因测序仪的基本原理是什么?

基因测序仪又称dna测序仪,是测定dna片段的碱基顺序、种类和定量的仪器。主要应用在人类基因组测序、人类遗传病、传染病和癌症的基因诊断、法医的亲子鉴定和个体识别、生物工程药物的筛选、动植物杂交育种等方面。

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基因测序仪的原理是什么?

目前dna测序仪的工作原理主要基于Sanger发明的双脱氧链末端终止法或Maxam-Gilbert发明的化学降解法。这两种方法在原理上虽然不同,但都是根据在某一固定的位点开始核苷酸链的延伸,随机在某一个特定的碱基处终止,产生以A、T、C、G为末端的四组不同长度的一系列核苷酸链,在变性聚丙烯酰胺凝胶上电泳进行片段的分离和检测,从而获得dna序列。由于双脱氧链末端终止法更简便和更适合于光学自动探测,因此在单纯以测定dna序列为目的的全自动dna测序仪中应用广泛。而化学降解法在研究dna的二级结构以及蛋白质-dna相互作用中具有重要的应用价值。这里主要介绍双脱氧链末端终止法的测序原理。

双脱氧链末端终止法测序是利用dna的体外合成过程-聚合酶链反应,在dna聚合酶的催化作用下,以目的dna为模板,按照碱基互补配对原则,在引物的引导下完成。

基因检测设备-基因测序仪的基本原理是什么?

普通的PCR反应体系中,加入的核苷酸单体为4种2′-脱氧核苷三磷酸(dATP,dCTP,dGTP,dTTP)。测序反应体系中,加入的核苷酸单体为2′,3双脱氧核苷三磷酸( ddNTP)。与dNTP相比,ddNTP在脱氧核糖的位置上缺少个羟基,反应过程中虽然可以在dna聚合酶作用下,通过其磷酸基团与正在延伸的dna链的末端脱氧核糖-OH发生反应,形成磷酸二酯键而掺入到dna链中,但它们本身没有-OH,不能同后续的dNTP形成磷酸二酯键,从而使正在延伸的dna链在此终止。

根据这一原理分别设计四个反应体系,每一反应体系中存在相同的dna模板、引物、四种dNTP和一种ddNTP(如ddATP),则新合成的dna链在可能掺入正常dNTP的位置都有可能掺入ddNTP,导致新合成链在不同的位置终止。由于存在ddNTP与dNTP的竞争,生成的反应产物是一系列长度不同的多核苷酸片段。

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