焦磷酸测序技术的原理(2020年整理).pptx
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焦磷酸测序甲基化检测焦磷酸测序甲基化检测是一种新兴的检测方法,通过测序技术和甲基化修饰的结合,能够对DNA中的甲基化状态进行准确的分析。
本文将为大家介绍焦磷酸测序甲基化检测的原理、应用及其在研究和临床实践中的指导意义。
首先,我们来了解一下焦磷酸测序甲基化检测的原理。
DNA甲基化是一种常见的基因组修饰方式,它能够影响基因的转录活性、表达模式和细胞分化。
而通过焦磷酸测序方法,我们可以将DNA样品进行测序,并同时检测DNA中的甲基化状态。
这种方法基于单分子测序技术,能够实现高通量测序和高分辨率的甲基化检测。
通过分析测序数据,我们可以了解基因组中不同区域的甲基化水平,从而深入研究甲基化与基因表达之间的关系。
接下来,我们来看一下焦磷酸测序甲基化检测的应用领域。
首先在科研方面,焦磷酸测序甲基化检测为我们提供了更多了解基因组甲基化修饰的机会。
通过研究特定基因区域或全基因组的甲基化状态,我们可以揭示基因调控和表达的分子机制,进而深入理解与疾病相关的遗传变异和表观遗传学的改变。
例如,我们可以通过甲基化检测,发现癌症细胞中的甲基化模式异常,从而加深我们对癌症发生机制的认识。
此外,焦磷酸测序甲基化检测在临床医学中也具有重要的应用意义。
它可以辅助诊断和预测疾病风险,为精准医学提供新的思路和方法。
例如,在肿瘤领域,甲基化检测可以帮助鉴定潜在的肿瘤标志物,从而为早期诊断和治疗提供有力的依据。
此外,甲基化检测还可以为癌症患者的个体化治疗提供指导,根据患者不同的甲基化修饰模式,制定个体化的治疗方案,提高治疗效果,减少副作用。
综上所述,焦磷酸测序甲基化检测作为一种新兴的检测技术,在基础研究和临床应用中具有广阔的前景和指导意义。
通过该技术,我们可以更深入地了解基因组甲基化修饰与基因表达之间的关系,为疾病发生机制的研究提供新的突破口。
同时,在临床上,焦磷酸测序甲基化检测可以为疾病的早期诊断、治疗策略的制定和患者个体化治疗提供重要依据,促进医学的进步与发展。
Pyrosequencing技术的原理Pyrosequencmg是一项全新的DNA测序技术,可以快速、准确地测定一段较短的目标片段。
其基木原理如下:第1步:1个特异性的测序引物和取链DNA模板结合,然后加入酹混合物(包括DXA Polymerase> ATP Sulfurylasex Luciferase 和Apyrase)和底物混合物(包括APS 111 Luciferin)。
第2步:向反应休系中加入】种dXTP,如果它刚好能和DNA模板的下一个碱基配对.则会在D冶聚合酶的作用下,添加到测序引物的3 '末端.同时释放出一个分子的焦磷酸(PPD。
第2步图示(图片來自互联网)第3步:在ATP硫酸化酹的作用下.生成的PPi可以和APS结合形成ATP;在荧光素曲的催化下.生成的ATP 又可以和荧光素结合形成氧化荧光素,同时产生可见光。
通过CCD光学系统即可获得一个特界的检测峰,峰值的商低则和相匹配的碱基数成正比。
SulfurylO^^n-ucle^tide incorporation light-as 令pe-ak in the pyrogr^im第3步图示(图片來自互联网)第4步:反应体系中剩余的dNTP和残留的少虽ATP在Apyrase的作用下发生降解。
dNTp_Apyr«c_^dNDp *dNMP • phosphate員TP 金即"*■ ADP 十AMP 十phosphate第・1步图示(图片來自互联网)第5步:加入另一种dNTP,使第2-4步反应重复进行,根据获得的峰值图即可读取准确的DXA序列信息。
Pyrosequecmg技术操作简也结果准确可靠,可应用于SXP位点检测、等位基伙I频率测定、细菌和病毒分型等领域。
一如果您认为木词条还有待完善.请编辑词条上一篇SXP(W核昔酸多态性)下一篇阅读质粒图谱具体事例【摘要】建立了一种将序列标记反转录聚合酶链反应(PCR)与焦磷酸测序技术结合的相对基因表达量测左法(简称“SRPP”)。
焦磷酸测序:DNA序列分析技术是现代生命科学研究的核心技术之一,而双脱氧核苷酸链终止法(Sanger法)是目前使用最普遍的DNA序列分析技术。
在基于Sanger法的全自动DNA测序技术中,测序反应产生的DNA片段是荧光标记的,这些片段经过平板胶电泳或毛细管电泳得到分离,荧光分子被激发而发光,发出的光信号被检测系统检测。
Sanger法的优势在于可以分析未知DNA的序列,且单向反应的读序能力较长,目前的技术可以达到1000bp以上。
在实际工作中,很多情况需要对已知序列的DNA片段进行序列验证,而这种分析往往测几十bp就可以满足需要.在这种情况下,Sanger法未必是最合适的DNA序列分析技术。
新发展的Pyrosequencing(焦磷酸测序)技术应该是目前最适合这些应用的DNA序列分析技术。
Pyrosequencing技术是新一代DNA序列分析技术,该技术对DNA的序列分析无须进行电泳,DNA片段无须荧光标记,因此相应的仪器系统无须荧光分子的激发和检测装置.本文将就Pyrosequencing技术的原理和应用进行介绍和讨论.一、Pyrosequencing技术的原理首先通过PCR制备待测序的DNA模板,PCR的引物之一是用生物素标记的。
PCR产物和偶连avidin的Sepharose微珠孵育,DNA双链经碱变性分开;纯化得到含生物素标记引物的待测序单链,并和测序引物结合成杂交体。
Pyrosequencing技术是由四种酶催化的同一反应体系中的酶级连反应,四种酶是:DNA聚合酶(DNA polymerase)、硫酸化酶(ATP sulfurylase)、荧光素酶(luciferase)和双磷酸酶(apyrase).反应底物为adenosine 5′ phosphosulfate (APS)、荧光素(luciferin)。
反应体系还包括待测序DNA单链和测序引物。
反应体系配置好后就可以加入底物dNTP进行序列分析了。
罗氏454测序系统中文名罗氏454测序系统测试原理基于焦磷酸测序法特点依靠生物发光对DNA序列进行检测测序流程支持各种不同来源的样品序列测定测试原理GS FLX系统的测序原理是基于焦磷酸测序法,依靠生物发光对DNA序列进行检测。
在DNA聚合酶,ATP硫酸化酶,荧光素酶和双磷酸酶的协同作用下,GSFLX系统将引物上每一个dNTP的聚合与一次荧光信号释放偶联起来。
通过检测荧光信号释放的有无和强度,就可以达到实时测定DNA序列的目的。
此技术不需要荧光标记的引物或核酸探针,也不需要进行电泳;具有分析结果快速、准确、高灵敏度和高自动化的特点。
测序流程1. 样品种类:GS FLX系统支持各种不同来源的样品序列测定,包括基因组DNA,PCR产物,BACs,cDNA及小分子RNA等,不同类型的样品测序都可在一台仪器上完成。
2. 样品DNA打断:样品如基因组DNA或BAC等被打断成300到800bp的片段;对于小分子的非编码RNA,这一步骤并不需要。
短的PCR产物则可利用GS融合引物扩增后直接进行步骤4。
3. 加接头:借助一系列标准的分子生物学技术,将3′端和5′端有特异性的A和B接头连接到DNA片段上。
接头也将在后继的纯化,扩增和测序步骤中用到。
图中仅仅显示了后续步骤中要用到的单链的DNA片段。
4. 一条DNA片段=一个磁珠:接头使成百上千条DNA片段分别结合到一个磁珠上,磁珠被单个油水混合小滴包被后,在这个小滴里进行独立的扩增,而没有其他的竞争性或者污染性序列的影响,从而实现了所有DNA片段进行平行扩增(emPCR)。
5. 一个磁珠=一条读长:经过emPCR扩增后,每个磁珠上的DNA片段拥有了成千上万个相同的拷贝。
经过富集以后,这些片段仍然和磁珠结合在一起,随后就可以放入到Pico Titer Plate板中供后继测序使用了。
6. 数据读取和分析工具:GS FLX系统提供三种不同的生物信息学工具对测序数据进行分析,适用于不同的应用。
焦磷酸测序:DNA序列分析技术是现代生命科学研究的核心技术之一,而双脱氧核苷酸链终止法(Sanger法)是目前使用最普遍的DNA序列分析技术。
在基于Sanger法的全自动DNA测序技术中,测序反应产生的DNA片段是荧光标记的,这些片段经过平板胶电泳或毛细管电泳得到分离,荧光分子被激发而发光,发出的光信号被检测系统检测。
Sanger法的优势在于可以分析未知DNA的序列,且单向反应的读序能力较长,目前的技术可以达到1000bp以上。
在实际工作中,很多情况需要对已知序列的DNA片段进行序列验证,而这种分析往往测几十bp就可以满足需要.在这种情况下,Sanger法未必是最合适的DNA序列分析技术。
新发展的Pyrosequencing(焦磷酸测序)技术应该是目前最适合这些应用的DNA序列分析技术。
Pyrosequencing技术是新一代DNA序列分析技术,该技术对DNA的序列分析无须进行电泳,DNA片段无须荧光标记,因此相应的仪器系统无须荧光分子的激发和检测装置.本文将就Pyrosequencing技术的原理和应用进行介绍和讨论.一、Pyrosequencing技术的原理首先通过PCR制备待测序的DNA模板,PCR的引物之一是用生物素标记的。
PCR产物和偶连avidin的Sepharose微珠孵育,DNA双链经碱变性分开;纯化得到含生物素标记引物的待测序单链,并和测序引物结合成杂交体。
Pyrosequencing技术是由四种酶催化的同一反应体系中的酶级连反应,四种酶是:DNA聚合酶(DNA polymerase)、硫酸化酶(ATP sulfurylase)、荧光素酶(luciferase)和双磷酸酶(apyrase).反应底物为adenosine 5′ phosphosulfate (APS)、荧光素(luciferin)。
反应体系还包括待测序DNA单链和测序引物。
反应体系配置好后就可以加入底物dNTP进行序列分析了。
甲基化焦磷酸测序1. 介绍甲基化焦磷酸测序(Methylated CpG island recovery assay,MIRA)是一种用于检测DNA甲基化的高通量测序技术。
DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰形式,它在基因组稳定性、细胞分化和发育等生物学过程中起着重要作用。
通过甲基化焦磷酸测序技术,我们可以更加全面地了解DNA甲基化的模式和变化,进而深入研究其在生物学过程中的功能和机制。
2. 原理甲基化焦磷酸测序技术主要分为以下几个步骤:2.1 DNA提取与消除非甲基化DNA首先,从待检测样品中提取总体DNA。
然后,通过特定的方法(如亚硫酸处理)将非甲基化的胞嘧啶(Cytosine)转变为尿嘧啶(Uracil),从而实现对非甲基化DNA的消除。
2.2 CpG岛富集与捕获接下来,利用特定的富集方法(如亚硫酸钠处理)对DNA中的CpG岛进行富集。
CpG岛是一种特定的DNA序列区域,其中含有高密度的CpG二核苷酸。
这些区域通常与基因启动子、转录因子结合位点等功能元件相关联。
2.3 DNA片段化将富集后的CpG岛DNA进行片段化,通常采用限制性内切酶或超声波破碎等方法。
片段化后的DNA可更好地适应高通量测序平台。
2.4 DNA甲基化检测与测序接下来,对片段化的DNA进行甲基化检测和测序。
目前常用的方法是利用亚硫酸处理后产生的尿嘧啶与胞嘧啶之间的差异,通过测序技术准确地检测出甲基化位点。
3. 应用领域甲基化焦磷酸测序技术在许多研究领域中得到了广泛应用:3.1 癌症研究癌症是一种由于基因组异常导致细胞失控增殖而形成的疾病。
DNA甲基化在癌症发生和发展中起着重要作用。
甲基化焦磷酸测序技术可以帮助我们深入了解癌症细胞中的甲基化模式,发现与肿瘤相关的甲基化标记物,并为癌症诊断、治疗和预后评估提供依据。
3.2 发育生物学DNA甲基化在胚胎发育和细胞分化中起着重要作用。
通过甲基化焦磷酸测序技术,我们可以了解不同发育阶段和组织类型中的DNA甲基化模式变化,揭示甲基化在发育过程中的调控机制。