DNA测序
科技名词定义中文名称：DNA测序英文名称：DNA sequencing定义1：对DNA分子的核苷酸排列顺序的测定，也就是测定组成DNA分子的A、T、G、C的排列顺序。常用的方法有桑格-库森法和马克萨姆-吉尔伯特法等。应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）定义2：对DNA分子的核苷酸排列顺序的测定，也就是测定组成DNA分子的A、T、G、C的排列顺序。常用的方法有桑格-库森法和马克萨姆-吉尔伯特法等。应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞生物学技术（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
目录
测序目的发展历史测序原理化学修饰法测序原理Sanger法测序的原理测序方法高通量测序技术MPSSPolony Sequencing454 焦磷酸测序Illumina (Solexa) sequencing
测序目的测定未知序列
确定重组DNA的方向与结构
对突变进行定位和鉴定
比较研究
发展历史70年代末，WalterGilbert发明化学法、FrederickSanger发明双脱氧终止法手动测序，同位素标记
80年代中期，出现自动测序仪（应用双脱氧终止法原理）、荧光代替同位素，计算机图象识别
90年代中期，测序仪重大改进、集束化的毛细管电泳代替凝胶电泳
2001年完成人类基因组框架图
测序原理化学修饰法测序原理化学试剂处理末段DNA片段，造成碱基的特异性切割，产生一组具有各种不同长度的DNA链的反应混合物，经凝胶电泳分离。化学切割反应：包括碱基的修饰修饰的碱基从其糖环上转移出去在失去碱基的糖环处DNA断裂。Sanger法测序的原理就是利用一种DNA聚合酶来延伸结合在待定序列模板上的引物。直到掺入一种链终止核苷酸为止。每一次序列测定由一套四个单独的反应构成，每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)，并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)。由于ddNTP缺乏延伸所需要的3-OH基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G、A、T或C处终止。终止点由反应中相应的双脱氧而定。每一种dNTPs和ddNTPs的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几百至几千碱基的链终止产物。它们具有共同的起始点，但终止在不同的的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。
测序方法生成互相独立的若干组带放射性标记的寡核苷酸，每组寡核苷酸都有固定的起点，但却随机终止于特定的一种或者多种残基上。
由于DNA上的每一个碱基出现在可变终止端的机会均等，因些上述每一组产物都是一些寡核苷酸混合物，这些寡核苷酸的长度由某一种特定碱基在原DNA全片段上的位置所决定。
在可以区分长度仅差一个核苷酸的不同DNA分子的条件下，对各组寡核苷酸进行电泳分析，只要把几组寡核苷酸加样于测序凝胶中若干个相邻的泳道上，即可从凝胶的放射自影片上直接读出DNA上的核苷酸顺序。
高通量测序技术高通量测序技术（High-throughput sequencing）又称“下一代”测序技术（"Next-generation" sequencing technology），以能一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定和一般读长较短等为标志。
根据发展历史、影响力、测序原理和技术不同等，主要有以下几种：大规模平行签名测序（Massively Parallel Signature Sequencing, MPSS)、聚合酶克隆（Polony Sequencing）、454焦磷酸测序（454 pyrosequencing）、Illumina (Solexa) sequencing、ABI SOLiD sequencing、离子半导体测序（Ion semiconductor sequencing）、DNA 纳米球测序 （DNA nanoball sequencing）等。MPSS由Lynx Therapeutics公司在90年代发展的Massively Parallel Signature Sequencing, MPSS技术是“下一代”测序技术发展的先驱。MPSS 是一种基于磁珠（bead）和接头（adaptor）连接和解码的复杂技术，测定结果短，多用于转录组测序，测定基因表达量。MPSS测定结果有序列偏好性而易丢失DNA中某些特定序列，且操作复杂，已逐渐淡出，被新的方法替代。Lynx Therapeutics公司于2004年和Solexa合并，随后被Illumina收购。Polony Sequencing2005年哈佛George Church实验室发展起来的，基于乳化PCR(emulsion PCR)和自动显微镜等技术的测序方法。相关技术已整合进ABI公司的SOLiD测序技术平台。454 焦磷酸测序由454公司发展的并行焦磷酸测序方法。该方法在油溶液包裹的水滴中扩增DNA（即emulsion PCR）,每一个水滴中开始时仅包含一个包被大量引物的磁珠和一个链接到微珠上的DNA模板分子（控制DNA浓度出现的大概率事件）。将emlusion PCR产物加载到特制的PTP板上，板上有上百万个孔，每个微孔只能容纳一个磁珠。DNA Polymerase在将一个dNTP聚合到模板上的时候，释放出一个PPi（焦磷酸分子）；在ATP-Sulfurylase（ATP硫酸化酶）催化下，PPi与APS生成一个ATP分子；ATP分子在Luciferase（荧光素酶）的作用下，将luciferin（荧光素）氧化成oxy luciferin，同时产生的可见光被CCD光学系统捕获，获得一个特异的检测信号，信号强度与相应的碱基数目成正比。通过按顺序分别并循环添加四种dNPT，读取信号强度和发生时间，实现DNA序列测定。这一技术的读长和每一碱基耗费都介于Sanger法测序和Solexa和SOLiD方法之间。454公司现下属于Roche公司。Illumina (Solexa) sequencingSolexa公司开发了一种可反转的染料终止法。DNA模板首先连接到与固体介质（如玻璃板）交联的引物上，并扩增形成本地微克隆。四种ddNTPs依次添加到体系中，未结合的ddNTPs在添加下一种核苷酸前被冲洗走。与454的焦磷酸测序不同，这种方法一次只延伸一个碱基。