测序过程和原理
一代测序(Sanger测序)
- 原理:由于ddNTP的2’和3’都不含羟基,其在DNA的合成过程中不能形成磷酸二酯键,因此可以用来中断DNA合成反应。在4个DNA合成反应体系中分别加入一定比例带有放射性同位素标记的ddNTP,得到片段大小不一致的DNA混合物,然后通过凝胶电泳分离和放射自显影后识别确定待测分子的DNA序列。
- 特点:读长长(1000 bp),准确性高(99.999%),通量低。
二代测序(NGS测序)
- 原理:边合成边测序(Sequencing by Synthesis,SBS)
在Sanger等测序方法的基础上,通过技术创新,用不同颜色的荧光标记四种不同的dNTP,当DNA聚合酶合成互补链时,每添加一种dNTP就会释放出不同的荧光,根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理,从而获得待测DNA的序列信息。
- 特点:通量高、时间短、读长短。
- 平台介绍
Roche公司的454技术、
Illumina公司的Solexa技术
Life technologies(ABI)公司的SOLiD技术(Ion Torrent和Ion Proton) - 流程
- DNA文库构建
将基因组DNA随机片段化,然后通过末端修复、磷酸化、加A等步骤修补成平末端,最后加上特定的接头(Adaptor),构建成DNA文库。 - 簇的生成——桥式PCR
Flowcel上面连有两种接头(P5、P7),当DNA经变性后流经Flowcell时,利用Flowcell上的接头与DNA两端的接头相互匹配。DNA进行桥式PCR扩增,从而将碱基信号放大。通过桥式PCR不断循环获得上百万条成簇分布的双链待测片段。 - 测序
- 数据产出
三代测序
- 原理:
- SMRT技术:
也采用边合成边测序方法,以SMRT芯片为测序载体,芯片上众多小孔中的DNA聚合酶和模板结合,4色荧光标记4种碱基(dATP,dTTP,dCTP,dGTP),在碱基配对阶段,加入不同碱基会发出不同的光,根据光的波长与峰值可判断进入的碱基类型。另外,若碱基存在修饰,则通过聚合酶的速度会减慢,因此可以通过检测相邻两个碱基之间的测序时间、两峰之间的距离来检测甲基化等碱基修饰情况。SMRT测序速度快(每秒约数个dNTP),但是,测序错误率也较高(达到15%,可通过多次测序进行有效的纠错)。- 纳米孔单分子测序技术:
该技术的原理是当在膜两侧施加电压,分子马达驱动DNA分子通过纳米孔,导致电荷发生变化,每种碱基引起的电流变化是不同的,通过检测这些电流进而转化为对应的碱基序列。
特点:无需PCR扩增,读长长,无视GC含量的影响。
平台
PacBio 实时单分子测序
Complete Genomics公司的复合探针-锚定连接技术
Oxford Nanopore 纳米孔单分子通道技术
Ion Torrent电子流检测技术注:以上内容均摘自微信公众号 “生信星球”
选修
Filezilla能干什么?
(1)你的电脑和你的服务器之间互传文件
(2)从数据库下载数据到你的电脑(然后传到你自己的服务器)
Filezilla是什么?
(1)filezilla是图形界面的FTP工具
(2)FTP--File Transfer Protocol,文件传输协议。
下载公共数据库里的数据。
SFTP---SecureFile Transfer Protocol,安全文件传送协议。
自己电脑和自己服务器互传。
FileZilla下载教程
百度/google上搜索 FileZilla ,进入英文官网 https://filezilla-project.org/,
- 完成下载
Filezalia的安装和使用
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你的电脑和你的服务器之间互传文件
打开Filezalia
ctrl+S打开站点管理器
用filezilla登录你的服务器
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点击连接
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注意:主机处填入的数字是你的服务器ip地址,打开你的putty应该可以看到
- 从数据库下载数据到你的电脑
- 示例网址,复制粘贴 ftp://ftp.ncbi.nih.gov/genomes/M_musculus/ARCHIVE/MGSCv3_Release3/RNA/
-
点“快速连接”