基因組學(xué)考試答案

基因組學(xué)一、名詞解釋.gene：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是控制生物性狀的基本遺傳單位。Gene一詞于1909年由丹麥植物學(xué)家WilhelmJohannsen首次提出，以取代孟德?tīng)柕膄actor等用語(yǔ)。.腫瘤標(biāo)志物：反應(yīng)腫瘤存在的化學(xué)類物質(zhì)。它們或不存在于正常成人組織而僅見(jiàn)于胚胎組織，或在腫瘤組織中的含量大大超過(guò)在正常組織里的含量，它們的存在或量變可以提示腫瘤的性質(zhì)，借以了解腫瘤的組織發(fā)生、細(xì)胞分化、細(xì)胞功能，以幫助腫瘤的診斷、分類、預(yù)后判斷以及治療指導(dǎo)。.基因組編輯:genomeediting，一種在基因組水平上對(duì)DNA序列進(jìn)行改造的遺傳操作技術(shù)。技術(shù)的原理是構(gòu)建一個(gè)人工內(nèi)切酶，在預(yù)定的基因組位置切斷DNA，切斷的DNA在被細(xì)胞內(nèi)的DNA修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生突變，從而達(dá)到定點(diǎn)改造基因組的目的。.BLAST：BasicLocalAlignmentSearchTool，一套在蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)或者DNA數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行相似性比較的分析工具。.微生物組群：微生物組群是指在多細(xì)胞生物體中發(fā)現(xiàn)的一組共生的病原微生物菌群，包括細(xì)菌、古細(xì)菌、原生生物、真菌和病毒等。微生物組群在免疫、體內(nèi)激素代謝平衡方面有至關(guān)重要的作用。.組蛋白修飾：組蛋白修飾是指組蛋白在相關(guān)酶作用下發(fā)生甲基化、乙?；?、磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等修飾的過(guò)程。.L-W曲線：Lander-Waterman模型是1988年美國(guó)EricLander以及MichaelWaterman提出的一個(gè)數(shù)學(xué)模型，廣泛用于基因組大小評(píng)估，還能夠推算出覆蓋度和reads的關(guān)系，在測(cè)序和序列組裝中起到關(guān)鍵的指導(dǎo)意義。對(duì)于已知待測(cè)基因組大小的G和測(cè)序長(zhǎng)度L都是常數(shù)，使用Lander-Waterman模型繪制L-W曲線，可以得到contig數(shù)與基因組大小(G)和測(cè)序reads數(shù)(N)的關(guān)系圖。.液體活檢：LiquidBiopsy，是一種利用高通量測(cè)序技術(shù)來(lái)檢測(cè)血液中的小DNA碎片的技術(shù)?？捎糜诎┌Y早期臨床診斷。.miRNA:miRNA是一類進(jìn)化上保守的非編碼小分子RNA，具有在翻譯水平調(diào)控基因表達(dá)的功能。.N50：contigs或scaffolds從大到小排列，當(dāng)其累計(jì)長(zhǎng)度剛剛超過(guò)全部不組裝序列的總長(zhǎng)度的50%是，最后一個(gè)contig或scaffold的大小即為N50的大小，N50對(duì)評(píng)價(jià)基因測(cè)序的完整性有重要意義。11.STR:微衛(wèi)星DNA，重復(fù)單位序列最短，只有2?6bp，串聯(lián)成簇，長(zhǎng)度50?100bp，又稱為短串聯(lián)重復(fù)序列(ShortTandemRepeatSTR)。廣泛分布于基因組中。其中富含A-T堿基對(duì)，是在研究DNA多態(tài)性標(biāo)記過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的。.HLA：HLA系統(tǒng)是具有代表性的序列多態(tài)性遺傳標(biāo)記。HLA基因是位于6P21.31、全長(zhǎng)3.6Mb的由一系列緊密連鎖的位點(diǎn)所組成的具有高度多態(tài)性的復(fù)合體。.SNP：singlenucleotidepolymorphism，單核苷酸多態(tài)性，主要是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。.痕量DNA:痕量DNA又稱低拷貝模板(lowcopynumber,LCN)。.Alignment：序列比對(duì)是基于生物學(xué)中序列決定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)決定功能的普遍規(guī)律，將核酸序列和蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的序列都看成由基本字符組成的字符串，檢測(cè)序列之間的相似性，發(fā)現(xiàn)生物序列中的功能、結(jié)構(gòu)和進(jìn)化的信息。16.SBS:SBS法是一種基于DNA合成反應(yīng)的測(cè)序技術(shù)，又稱Sanger法。其使用雙脫氧核算-ddNTP作為鏈終止劑。17.KEGG:KEGG(京都基因與基因組百科全書)是了解高級(jí)功能和生物系統(tǒng)(如細(xì)胞、生物和生態(tài)系統(tǒng))，從分子水平信息，尤其是大型分子數(shù)據(jù)集生成的基因組測(cè)序和其他高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)的實(shí)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)資源，由日本京都大學(xué)生物信息學(xué)中心的Kanehisa實(shí)驗(yàn)室于1995年建立。是國(guó)際最常用的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)之一，以"理解生物系統(tǒng)的高級(jí)功能和實(shí)用程序資源庫(kù)"著稱。18.iPS：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，是由動(dòng)物體細(xì)胞，經(jīng)四種或者多種誘導(dǎo)因子（oct4,c-myc，sox2,klf4等）感染，在一定條件下轉(zhuǎn)化為與ES（embryostem，胚胎干細(xì)胞）形態(tài)，功能類似的ips細(xì)胞，ips具有分化潛能，在體外能分化為EB（胚體），在動(dòng)物體內(nèi)能形成畸胎瘤或者嵌合體。.遺傳標(biāo)記：遺傳標(biāo)記是指在遺傳分析上用作標(biāo)記的基因，具有遺傳上的可遺傳性、個(gè)體性和可識(shí)別性，以及方便取樣和快速分析等特點(diǎn)。主要特點(diǎn)為多態(tài)性、高頻性、共顯性、規(guī)律性。.e-PCR：electronicPCR,e-PCR技術(shù)是利用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)作為平臺(tái),借助相應(yīng)的分析運(yùn)算軟件，搜索所查詢的DNA序列（querysequence）是否含有序列標(biāo)記位點(diǎn)（SequenceTaggedSit,STS）,根據(jù)STS在已知基因組圖譜的位置將所查詢的DNA序列在基因組圖譜上進(jìn)行定位。.免疫組測(cè)序：（ImmuneRepertoiresequencing（IR-SEQ））是以T/B淋巴細(xì)胞為研究目標(biāo)，以多重PCR或57RACE技術(shù)目的擴(kuò)增決定B細(xì)胞受體（BCR）或T細(xì)胞受體（TCR）多樣性的互補(bǔ)決定區(qū)（CDR區(qū)），再結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)，全面評(píng)估免疫系統(tǒng)的多樣性，深入挖掘免疫組庫(kù)與疾病的關(guān)系。.靶區(qū)域測(cè)序：是指對(duì)一個(gè)較大的區(qū)域或幾個(gè)不同的基因組區(qū)域同時(shí)進(jìn)行測(cè)序。DNA捕獲是靶區(qū)域測(cè)序制備模板的主要方法。.基因電路：是一種將基因網(wǎng)絡(luò)和電子網(wǎng)絡(luò)電路做類比的研究方法，在這種類比下，成熟的電路分析可以被用來(lái)分析基因網(wǎng)絡(luò)的功能和結(jié)構(gòu)。.連鎖不平衡：（linkagedisequilibrium）在某一群體中，不同座位上某兩個(gè)等位基因出現(xiàn)在同一條單元型上的頻率與預(yù)期的隨機(jī)頻率之間存在明顯差異的現(xiàn)象，稱連鎖不平衡。.后隨基因：在DNA復(fù)制過(guò)程中，以親代鏈（5'-3’）為模板時(shí)，子代鏈的合成不能以3'-5'方向進(jìn)行，而是按5‘-3’方向合成出許多小片段，因?yàn)槭菍榈热搜芯堪l(fā)現(xiàn)，因此稱岡崎片段。由許多岡崎片段連接而成的子代鏈稱為后隨鏈。在后隨鏈上的基因稱為后隨基因。.Synthia：第一個(gè)人工合成的基因組，由美國(guó)生物學(xué)家文特爾領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，重塑"絲狀支原體絲狀亞種"（Mycoplasmamycoides）這種微生物的DNA，并將新DNA片段"黏"在一起，植入另一種山羊支原體中。新生命1個(gè)月前誕生，昵稱Synthia"Synthia"（合成體），這種微生物由藍(lán)色細(xì)胞組成，能夠生長(zhǎng)、繁殖，細(xì)胞分裂了逾10億次。.PGT：PreimplantationGeneticTesting,植入前檢測(cè)是指通過(guò)顯微操作技術(shù)取出早期胚胎（體外受精后、植入前）的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)細(xì)胞及囊胚期的胚胎滋養(yǎng)層，應(yīng)用DNA分析技術(shù)進(jìn)行特定基因和染色體畸變的檢測(cè)。.CRISPR：CRISPR是基因組中自然存在的成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列。CRISPR序列廣泛分布于細(xì)菌和古菌基因組中。.RFLP：（RestrictionFragmentLengthPolymorphism,限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性）第一代DNA標(biāo)記是RFLP，是一種“單位點(diǎn)雙等位”的遺傳標(biāo)記。.Genome：基因組，在生物學(xué)中，一個(gè)生物體的基因組是指包含在該生物的DNA中的全部遺傳信息。一個(gè)生物體的基因組是指一套染色體中的完整的DNA序列。.假基因：（pseudogene），是基因組中與編碼基因序列非常相似的非功能性基因組DNA拷貝,一般情況都不被轉(zhuǎn)錄,且沒(méi)有明確生理意義。.K-mer：K-mer就是一個(gè)基因長(zhǎng)度為K的DNA序列，K為整數(shù)。K-mer大小選取取決于它的主要使用目的：拼接和比對(duì)。所以，一般來(lái)說(shuō)K-mer的唯一性越高越好。.C值悖論：目前C值得概念已推廣到所有生物的基因組大小。原先的研究認(rèn)為，物種基因組的大小與生物的復(fù)雜性相關(guān)。但是某些物種經(jīng)常出現(xiàn)C值和生物復(fù)雜性不一致的情況，主要是由各種重復(fù)序列引起的，稱此為C值悖論(C-valueparadox)。.CpG島：哺乳動(dòng)物中CpG以兩種形式存在：一種是分散于DNA序列中；另一種呈現(xiàn)高度聚集狀態(tài)，稱為CpG島(CpGisland)。在正常組織里，70%?90%散在的CpG是被甲基修飾的，而CpG島則是非甲基化的。并且CpG島常位于轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)附近。.Lod值：確定兩個(gè)基因座是否在染色體上距離很近，因此可能一起遺傳的統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)估。通常判定連鎖關(guān)系是以Lod值大小為依據(jù)。Lod值為0,意味著連鎖假設(shè)與不連鎖假設(shè)的可能性相等；Lod值為正值，有利于連鎖；Lod值為負(fù)值，表示有一定重組率的連鎖。.ChIP-Seq：染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)(ChromatinImmunoprecipitation,ChIP)是研究體內(nèi)蛋白質(zhì)與DNA相互作用的，通常用于轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)或組蛋白特異性修飾位點(diǎn)的研究。ChIP-Seq技術(shù)是將ChIP與MPH測(cè)序技術(shù)相結(jié)合，ChIP-Seq的數(shù)據(jù)是DNA序列的，為各種DBP的結(jié)合區(qū)域的研究提供了高分辨率的方法。.表現(xiàn)型：具有特定基因型的個(gè)體,在一定環(huán)境條件下,所表現(xiàn)出來(lái)的性狀特征的總和。.中性演化學(xué)說(shuō)：認(rèn)為分子水平上的大多數(shù)突變是中性或近中性的,自然選擇對(duì)它們不起作用,這些突變?nèi)恳淮忠淮碾S機(jī)漂變而被保存或趨于消失,從而形成分子水平上的進(jìn)化性變化或種內(nèi)變異。.Assembly：序列組裝，序列的組裝一般包括contig組裝、scaffold構(gòu)建以及“補(bǔ)洞”等幾個(gè)步驟，是將原始的下機(jī)序列還原成DNA序列片段。.非編碼RNA：(Non-codingRNA)是指不編碼蛋白質(zhì)的RNA。其中包括rRNA,tRNA,snRNA,snoRNA和microRNA等多種已知功能的RNA,還包括未知功能的RNA。.精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)：指根據(jù)每個(gè)病人的個(gè)人特征量體裁衣式地制定個(gè)性化治療方案。它是由“個(gè)性化醫(yī)療”聯(lián)合最新的遺傳檢測(cè)技術(shù)發(fā)展而來(lái)。.重疊基因：(overlappinggene)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成為兩個(gè)或兩個(gè)以上基因的組成部分。.遺傳圖：是人類基因組計(jì)劃繪制的人類基因組四張圖的第一張圖。指通過(guò)遺傳學(xué)方法如遺傳重組等測(cè)得的參數(shù)來(lái)表示基因或DNA標(biāo)記在染色體上得相對(duì)位置與遺傳距離的圖譜。44.基因型：是某一生物個(gè)體全部基因組合的總稱。.b-PCR:boosterPCR,增敏PCR,其在擴(kuò)增模板量很低的樣品時(shí)可明顯提高PCR產(chǎn)量。.MPH：MassivelyParallelHigh-thriughput,大規(guī)模并行高通量測(cè)序,又稱新一代或下一代測(cè)序,是測(cè)序技術(shù)發(fā)展史上影響最為深遠(yuǎn)的一場(chǎng)革命。其以芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模多模板并行測(cè)序。但其通量的提高也損失了下機(jī)讀長(zhǎng),需要通過(guò)生物信息軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。.denovosequencing：從頭測(cè)序是指不依賴于任何基因組參考序列信息即可對(duì)某個(gè)物種進(jìn)行測(cè)序,用生物信息學(xué)分析方法進(jìn)行拼接、組裝,從而獲得該物種的基因組序列圖譜。48：?jiǎn)位虿。簡(jiǎn)位蜻z傳病的發(fā)生主要受一個(gè)基因的控制,其遺傳方式遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律,因此也稱為孟德?tīng)栠z傳病,可簡(jiǎn)稱為遺傳病或單基因病。.二次打擊假說(shuō)：第一,一次突變發(fā)生于生殖細(xì)胞,此后由這個(gè)細(xì)胞分裂分化的所有細(xì)胞都已經(jīng)是突變過(guò)一次了的,如果這些細(xì)胞再次由于某些理化因素影響而發(fā)生突變,而可能會(huì)導(dǎo)致癌癥。第二,兩次突變均發(fā)生于同一體細(xì)胞,則這個(gè)細(xì)胞可能會(huì)癌變。.驅(qū)動(dòng)基因：與癌癥發(fā)生發(fā)展相關(guān)的重要基因稱為驅(qū)動(dòng)基因,驅(qū)動(dòng)基因決定了這個(gè)癌癥最主要的原因。當(dāng)驅(qū)動(dòng)基因突變后,就會(huì)把癌細(xì)胞"驅(qū)動(dòng)"起來(lái)。、綜述6.DN結(jié)構(gòu)及有關(guān)機(jī)制與測(cè)序儀設(shè)計(jì)摘要:核酸是生命的遺傳物質(zhì)，除少數(shù)病毒外，大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)為DNA°DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要包括A-DNA、B-DNA、Z-DNA等，同時(shí)還有高級(jí)結(jié)構(gòu)三鏈DNA、四鏈體DNA的存在。DNA的結(jié)構(gòu)具有多態(tài)性，不同形態(tài)的DNA都具有各自的生物學(xué)作用。DNA測(cè)序技術(shù)至今已經(jīng)發(fā)展到了第三代測(cè)序技術(shù)，隨著DNA測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，我們對(duì)生物基因組的研究也越來(lái)越深入。關(guān)鍵詞：DNA結(jié)構(gòu);螺旋;測(cè)序技術(shù);測(cè)序儀一、DNA的結(jié)構(gòu)和有關(guān)機(jī)制1.1DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)即是指DNA鏈上脫氧核苷酸的排列順序，它們通過(guò)3',5'-磷酸二酯鍵相連而形成的大分子聚合物，5′端含有磷酸（5'-Pi），3’端含有羥基（3,-OH）。DNA所特有的物理化學(xué)和生物學(xué)上的性質(zhì)和功能都是源于它的一級(jí)結(jié)構(gòu)。其以三聯(lián)體密碼子的形式來(lái)編碼蛋白質(zhì)，每三個(gè)核苷酸對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸。1.2DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)為雙螺旋結(jié)構(gòu)，并且在螺旋的表面都有大小不同的凹槽。DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)具有多種構(gòu)象，包括A、B、C、Z型。上世紀(jì)50年代，根據(jù)R.Franklin和M.Wilkins對(duì)DNA纖維的X-光衍射分析以及Chargaff的堿基當(dāng)量定律的提示，Watson和Crick提出了DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)為的雙螺旋模型。他們發(fā)現(xiàn)的這種雙螺旋DNA為B-DNA,是雙鏈DNA的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象，廣泛存在于基因組內(nèi)。B-DNA是在相對(duì)濕度為92%時(shí)進(jìn)行X射線衍射圖譜測(cè)定得到的，即堿基對(duì)與螺旋軸垂直，每個(gè)堿基對(duì)圍繞相鄰的堿基對(duì)旋轉(zhuǎn)36°，因此一個(gè)螺旋含有十個(gè)堿基對(duì)，長(zhǎng)3.4nm。螺旋外部的兩個(gè)“溝”，一個(gè)寬而深，稱為“大溝”，為DNA與DNA和DNA與蛋白質(zhì)的相互作用提供了環(huán)境；一個(gè)窄而淺，稱為“小溝”，為一些小分子和DNA相互作用提供了環(huán)境。A-DNA是在相對(duì)濕度為65%-75%的條件下形成的，每圈有11個(gè)堿基對(duì)，堿基對(duì)的平面與螺旋軸成30°。B-DNA和A-DNA在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換，如在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，DNA模板被RNA聚合酶結(jié)合合成RNA時(shí)，DNA可能變成A型。C-DNA是以Li+作為反離子，當(dāng)相對(duì)濕度降到66%時(shí)就會(huì)出現(xiàn)。C-DNA呈左手螺旋，每圈螺旋含有9.3個(gè)堿基，目前這一構(gòu)象僅在實(shí)驗(yàn)室中觀察到，在生物體內(nèi)并未有證據(jù)證明它的存在。Z-DNA為左手雙螺旋，每圈螺旋有12個(gè)堿基對(duì)，長(zhǎng)4.5nm，比B-DNA更細(xì)長(zhǎng)。現(xiàn)有研究表明Z-DNA參與基因調(diào)節(jié)和控制基因的開關(guān)。因?yàn)閆-DNA的形成，使局部DNA雙鏈處于不穩(wěn)定狀態(tài)有利于雙鏈解開，而DNA解鏈?zhǔn)荄NA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的必要環(huán)節(jié)。DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)具有多態(tài)性，但B-DNA是生物體內(nèi)最常見(jiàn)、最穩(wěn)定的構(gòu)象，由于DNA一直處于動(dòng)態(tài)的過(guò)程中，所以才會(huì)有其他構(gòu)象的出現(xiàn)。1.3DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)DNA更高級(jí)的結(jié)構(gòu)包括三鏈DNA和四鏈體DNA。三鏈DNA是在DNA雙螺旋的基礎(chǔ)上形成的三鏈區(qū)的3條鏈均為同源嘌呤（HPu）或同源嘧啶（HPy），即整段的堿基均為嘌呤或者嘧啶。根據(jù)第三條鏈的來(lái)源，m^NA可分為分子間和分子內(nèi)兩組；根據(jù)三條鏈的組成以及相對(duì)位置又可分為Pu-Pu-Py和Py-Pu-Py兩種類型。最常見(jiàn)的為Py-Pu-Py型，它的三條鏈中有兩條鏈為正常的雙螺旋，第三條嘧啶鏈位于雙螺旋的大溝中T與嘌呤鏈的方向一致T并隨雙螺旋結(jié)構(gòu)一起旋轉(zhuǎn)。堿基的配對(duì)方式不變，但第三條鏈上的C必須質(zhì)子化，且與G形成兩個(gè)氫鍵。四鏈體DNA也是非經(jīng)典的堿基配對(duì)方式，主要有G-quadruplexffi-motif兩類。G-quadruplex是在G-四聯(lián)體的中心有一個(gè)有四個(gè)帶負(fù)電荷的氧原子圍城的口袋，通過(guò)G-四聯(lián)體的堆積可以形成分子內(nèi)或分子間的右手螺旋。i-motif的形成原理為:胞嘧啶C在酸性環(huán)境下可以被質(zhì)子化為C+,與C形成三氫鍵的配對(duì)。富含C的寡核苷酸片段部分質(zhì)子化后，通過(guò)。C+配對(duì)成平行的雙鏈結(jié)構(gòu)，然后雙鏈反向排列，堿基對(duì)之間相互交錯(cuò)，從而形成四鏈結(jié)構(gòu)。二、DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展與測(cè)序儀設(shè)計(jì)DNA測(cè)序技術(shù)是分子生物學(xué)相關(guān)領(lǐng)域研究中常用的技術(shù)方法之一。迄今為止已經(jīng)發(fā)展到了第三代測(cè)序技術(shù)。每一代測(cè)序技術(shù)的更迭都是技術(shù)領(lǐng)域的重大突破，既降低了測(cè)序的成本，又提高了測(cè)序的速度，使測(cè)序技術(shù)可以更加廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。伴隨著測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，各種類型的測(cè)序儀也是爭(zhēng)相涌現(xiàn)，為測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步提供了條件。第一代測(cè)序技術(shù)和測(cè)序儀設(shè)計(jì)第一代測(cè)序技術(shù)主要SBC和SBS兩種方法。SBC法是1977年美國(guó)哈佛大學(xué)的Maxam和Gilbert發(fā)明的，因此也稱為Maxam-Gilbertmethod。該方法是利用化學(xué)降解法來(lái)進(jìn)行DNA測(cè)序。方法是將5'端被標(biāo)記的目的DNA分子分別進(jìn)行5個(gè)各自獨(dú)立的反應(yīng)，分別用不同的化學(xué)試劑將目的DNA分子部分打碎成重復(fù)的單個(gè)堿基片段，然后進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，再經(jīng)過(guò)放射線自顯影，根據(jù)不同泳道所顯示的條帶情況，從而可以獲得目的DNA分子的堿基序列。SBS法是1997年由Sanger發(fā)明的，其原理是利用雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP）的結(jié)構(gòu)比脫氧核苷三磷酸（dNTP）缺少了3’-OH,因此可以使得DNA鏈的合成中斷這個(gè)性質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)四個(gè)相互獨(dú)立的反應(yīng)。在每個(gè)反應(yīng)中都分別加入四種dNTP和不同的ddNTP，并用同位素進(jìn)行標(biāo)記。由于加入的ddNTP的量占得比例很小，因此最后會(huì)合成出不同長(zhǎng)度的DNA鏈。最后利用聚丙烯酰胺凝膠電泳分離得到DNA分子的堿基序列。由于SBS法比SBC法具有更多的優(yōu)點(diǎn)，例如所用試劑無(wú)毒、操作簡(jiǎn)單、結(jié)果穩(wěn)定、所需設(shè)備簡(jiǎn)單等等，SBS法廣為使用。上世紀(jì)80年代末期，熒光標(biāo)記技術(shù)憑借更加安全的特性逐漸取代同位素標(biāo)記技術(shù)。1986年，LeroyHood發(fā)明了四色熒光物質(zhì)，不同波長(zhǎng)的激光可激發(fā)其產(chǎn)生不同的顏色。用這些熒光物質(zhì)來(lái)標(biāo)記四種不同的ddNTP，可以實(shí)現(xiàn)一條電泳道測(cè)定所有的反應(yīng)產(chǎn)物，使用對(duì)應(yīng)的激光器可以對(duì)膠板上的通過(guò)的測(cè)序反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行掃描。測(cè)序的效率被提高了很多，分辨率也大為提高。根據(jù)上述原理，美國(guó)ABI公司推出了第一臺(tái)商品化的測(cè)序儀一ABI370A，但此階段的測(cè)序儀并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，其中的制膠和加樣還是需要人工來(lái)完成。隨著基因組學(xué)的發(fā)展對(duì)測(cè)序技術(shù)的要求，后來(lái)的毛細(xì)管電泳技術(shù)相比平板電泳技術(shù)實(shí)現(xiàn)了更加規(guī)?；⒏咄?、低成本的特點(diǎn)。此時(shí)期ABI公司開發(fā)的377型、373型測(cè)序儀采用了毛細(xì)管電泳技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電泳過(guò)程自動(dòng)化、并行化，靈敏度高、所需樣品少，且快速高效。第二代測(cè)序技術(shù)和測(cè)序儀設(shè)計(jì)第二代測(cè)序技術(shù)又叫下一代測(cè)序技術(shù)，它突破了第一代測(cè)序技術(shù)效率的瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的高通量測(cè)序，是測(cè)序技術(shù)發(fā)展史上影響最為深遠(yuǎn)的一場(chǎng)革命。目前第二代測(cè)序的主要技術(shù)平臺(tái)包括Roche/454GSFLX、Illumina/SolexaGenomeAnalyzer、HelicosBioSciences公司的HeliScope?SingleMoleculeSequencer、美國(guó)DanaherMotion公司推出的Polonator；以及連接法測(cè)序（sequencingbyligation），即通過(guò)引物來(lái)定位核酸信息，技術(shù)平臺(tái)有AppliedBiosystems/SOLiDTMsystem。以上技術(shù)平臺(tái)所運(yùn)用的測(cè)序原理均為循環(huán)微陣列法。以hlumina測(cè)序儀所使用的克隆單分子陣列技術(shù)為例來(lái)講一下該類型的測(cè)序儀的設(shè)計(jì)原理。將目的DNA分子打斷成100?200bp的片段，隨機(jī)連接到固相基質(zhì)上，經(jīng)過(guò)Bst聚合酶延伸和甲酸胺變性的橋PCR循環(huán)，生成大量的DNA簇，每個(gè)DNA簇中約有1000個(gè)相同序列的DNA片段。之后的反應(yīng)與Sanger法類似，加入用4種不同熒光標(biāo)記并結(jié)合了可逆終止劑的dNTP。固相基質(zhì)上每個(gè)孔有八道獨(dú)立檢測(cè)的位點(diǎn)，所以一次可以并行八個(gè)獨(dú)立文庫(kù)，可容納數(shù)百萬(wàn)的模版克隆，可把多個(gè)樣品混合在一起檢測(cè)，每個(gè)固相基質(zhì)上一次可讀取10億個(gè)堿基。DNA簇與單鏈擴(kuò)增產(chǎn)物的通用序列雜交，由于終止劑的作用，DNA聚合酶每次循環(huán)只延伸一個(gè)dNTP。每次延伸所產(chǎn)生的光信號(hào)被標(biāo)準(zhǔn)的微陣列光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)分析測(cè)序，