生信学习115期-day7石慧敏

生信学习(2021.07.22)

测序知识

测序的过程和原理

一代测序(桑格尔测序)

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二代测序(边合成边测序)

必备名词
flowcell: 测序反应的载体/容器,1个flowcell有8个lane
lane: 测序反应的平行泳道,试剂添加、洗脱等过程的发生位置

tile: 每次荧光扫描的位置,肉眼是看不到的

双端测序: 可能序列比较长有四五百bp,两边各测120-150bp

junction: 双端测序中间一些没有测到的区域

flowcell构造:一个lane包含两列(swath),每一列有60个tile,每个tile会种下不同的cluster,每个tile在一次循环中会拍照4次(每个碱基一次)
过程
构建DNA文库→上样→桥式PCR→测序→数据产生

三代测序

1,PacBio 实时单分子测序

中心思想也是边合成边测序,四种分别荧光标记的dNTPs参与到DNA聚合酶主导的链合成反应中,每类碱基在被添加上去的时候,会显示不同的荧光。当把这个链合成反应控制在一个DNA母板链、一个DNA聚合酶,一个相对封闭的反应空间的时候,就可以方便地对每次加入的荧光进行判别。PacBio公司采用零模波导纳米孔(zero-mode waveguide nanostructure)来盛装单一的链合成反应。每次被激发的散射光会被收集并分析波长,以判断荧光颜色,进而推断出碱基类型。
2,Complete Genomics公司的复合探针-锚定连接技术

这项技术有点像升级版的SOLiD系统,但比之更复杂,这次是一次性结合9个碱基,只有第五个碱基是确定的A、T、C或G,而其他8个碱基则是随机的。所以每个探针的长度是9个碱基,荧光种类还是4种,有每个探针的第五个碱基的种类确定。
3,Oxford Nanopore 纳米孔单分子通道技术

纳米孔技术的基本原理是探测电信号而不是荧光信号。这个技术的核心是设计出了可以允许单个碱基通过的蛋白纳米通道,每种碱基通过通道的时候会对通道内的电流和通道两侧的电压产生不同的微小影响。采用灵敏的电子设备可以检测到这些变化,进而判断出通过纳米通道的碱基类型(如图3所示)。Nanopore的理念是Lab-on-Chip,所以他们一直致力于单分子的测序的研发,也算是第三代测序技术中突破传统,打开新理念的一种。
4,Ion Torrent电子流检测技术

这也是新一代测序技术中并不用到荧光检测的一种,它检测的是在合成过程中,不同碱基加入而释放出的不同强弱的离子流

测序的类型

思维导图


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