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文檔簡介
1GB/TXXXXX—XXXX單分子基因測序第1部分:術(shù)語本文件界定了單分子基因測序領(lǐng)域的術(shù)語和定義。本文件適用于單分子實時熒光測序法、單分子納米孔鏈測序法、單分子納米孔標簽測序法等技術(shù)為主要技術(shù)原理的具有連續(xù)測序特征的單分子基因測序領(lǐng)域。本文件中參數(shù)指標術(shù)語、技術(shù)相關(guān)術(shù)語不適用于:——桑格(Sanger)測序為主要技術(shù)原理的第一代基因測序領(lǐng)域;——半導(dǎo)體測序法、可逆末端終止測序法、聯(lián)合探針錨定連接測序法、聯(lián)合探針錨定聚合測序法、焦磷酸測序法等技術(shù)為主要技術(shù)原理的大規(guī)模平行高通量測序領(lǐng)域;——利用多個分立步驟進行非連續(xù)測序的單分子基因測序技術(shù);——利用共標簽進行短序列連接的單分子長片段基因測序技術(shù)。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3一般術(shù)語3.1基因組genome一種生物體具有的所有遺傳信息的總和。3.2基因gene位于染色體上編碼一個特定功能產(chǎn)物(如蛋白質(zhì)或RNA分子)的一段核苷酸序列,是遺傳信息的基本單位。3.3核酸nucleicacid作為遺傳信息載體或信息表達中充當媒介的大分子。3.4脫氧核糖核酸deoxyribonucleicacid;DNA以雙鏈或單鏈形式存在的脫氧核糖核苷酸聚合物。2GB/TXXXXX—XXXX3.5核糖核酸ribonucleicacid;RNA以雙鏈或單鏈的形式存在的核糖核苷酸聚合物。3.6堿基base一類含氮原子的有機雜環(huán)化合物,是組成嘌呤和嘧啶的主要成分,是拼出遺傳密碼的“字母”。3.7堿基序列basesequence測序片段中記錄堿基排列的字符串。3.8基因測序genesequencing對核酸分子不同堿基類型的測定,即測定組成核酸分子的腺瞟吟(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)或者尿嘧啶(U)等堿基的組成或排列順序以及堿基修飾信息。3.9測序文庫sequencinglibrary具有特定的大小范圍,通常包含接頭和/或用于測序引物結(jié)合的特定序列、序列捕獲和/或識別特定區(qū)域的標識,作為測序模板的DNA、cDNA或RNA的核酸片段。3.10堿基識別basecalling測序過程中從電信號、光信號或其他由于測序反應(yīng)而產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成堿基序列信息的過程。3.11堿基識別質(zhì)量qualityofbasecalling衡量堿基正確識別的概率。通常以數(shù)字值直接表示。堿基識別質(zhì)量與堿基識別錯誤率之間的關(guān)系可用式(1)表示:Q=-10lgp…………(1)3GB/TXXXXX—XXXX式中:Q——堿基識別質(zhì)量;P——堿基識別錯誤率。3.12單分子基因測序single-moleculegenesequencing在單分子水平上對核酸分子進行連續(xù)堿基序列測定。注1:通?;诠鈱W(xué)或電學(xué)等信號轉(zhuǎn)換成堿基信息的單分子長片段測列測定的桑格測序、大規(guī)模平行高通量測序等以及及基于共標簽進行短序列連接的單分子3.13直接測序directsequencing不經(jīng)過任何擴增與轉(zhuǎn)化處理構(gòu)建文庫,直接讀取原始模板鏈堿基或修飾堿基所產(chǎn)生的測序信號的測序方式。注:為單分子基因測序的技術(shù)特征。3.14直接RNA測序directRNAsequencing待測RNA分子經(jīng)文庫構(gòu)建后,直接讀取原始RNA模板鏈堿基或修飾堿基所產(chǎn)生的測序信號的測序方式。3.15實時測序real-timesequencing在單個核酸分子的連續(xù)測序反應(yīng)發(fā)生時同步進行堿基識別和序列輸出的測序方式。注:為單分子基因測序的技術(shù)特征。3.16表觀修飾直接測序epigeneticmodificationdirectsequencing待測核酸分子上帶有的表觀遺傳修飾,可不經(jīng)過任何化學(xué)、生物等方法轉(zhuǎn)化處理而被直接測定的測序方式。3.17單分子測序文庫single-moleculesequencinglibrary為單分子基因測序準備的核酸分子特殊結(jié)構(gòu),通常通過核酸工具酶或其它方法將待測核酸分子與同單分子基因測序平臺適配的接頭偶聯(lián)后獲得。3.18單分子一致性序列single-moleculeconsensussequence4GB/TXXXXX—XXXX在單分子基因測序中,通過整合目標區(qū)域/目標片段的多重拷貝、重復(fù)讀段或互補鏈進行互相校正后得到的單條高置信度堿基序列。4參數(shù)指標術(shù)語4.1測序通量throughputofsequencing單次運行可獲得序列信息的片段數(shù)量或可測定的脫氧核糖核酸和核糖核酸(以堿基表示)數(shù)量。4.2單芯片測序通量throughputofsequencingperflowcell單次運行過程中,單張測序芯片可獲得序列信息的片段數(shù)量或可測定的脫氧核糖核酸和核糖核酸(以堿基表示)數(shù)量。4.3單位時間測序通量throughputofsequencingperunittime單次運行過程中,單位時間內(nèi)可獲得序列信息的片段數(shù)量或可測定的脫氧核糖核酸和核糖核酸(以堿基表示)數(shù)量。),4.4測序讀長readlengthofsequencing單次運行可讀取的質(zhì)量合格的序列片段長度,通常以堿基數(shù)表示。4.5最長讀長maximumreadlength單次運行獲得的質(zhì)量合格的最長序列片段的長度,以堿基數(shù)表示。4.6平均讀長averagereadlength單次運行獲得的質(zhì)量合格的序列的堿基總數(shù)與片段數(shù)相除得到的長度,以堿基數(shù)表示。4.7讀長N50readlengthN50將單次運行獲得的質(zhì)量合格的序列片段由長至短進行排序并依次相加,當相加的堿基數(shù)剛好達到或超過總堿基數(shù)一半時加上的最后一條片段的長度,以堿基數(shù)表示。4.8中位數(shù)讀長medianreadlength5GB/TXXXXX—XXXX將單次運行獲得的質(zhì)量合格的序列片段按長度由長至短進行排序和累積計數(shù),當累積數(shù)量剛好達到或超過總片段數(shù)的一半時計數(shù)的最后一條片段的長度,以堿基數(shù)表示。4.9測序準確度accuracyofsequencing單次運行獲得的質(zhì)量合格的序列片段,其原始序列或經(jīng)處理后的單分子一致性序列與參考序列的一致程度。測序準確度的計算方法可用式(2)表示:Accuracy=Matches/(Matches+substitutions+Insertions+Deletions)…………(2)式中:4.10平均準確度averageaccuracy單次運行獲得的質(zhì)量合格的所有序列片段,其原始序列或經(jīng)處理后的單分子一致性序列經(jīng)與參考序列比對后,所有序列片段與參考序列的一致程度。注:用于所有序列的整體統(tǒng)計評價。4.11中位數(shù)準確度medianaccuracy將單次運行獲得的質(zhì)量合格的序列片段按測序準確度由高至低進行排序和累積計數(shù),當累積數(shù)量剛好達到或超過總片段數(shù)的一半時計數(shù)的最后一條片段的準確度。4.12眾數(shù)準確度modalaccuracy單次運行獲得的質(zhì)量合格的各序列片段的測序準確度所做直方圖中的最高峰對應(yīng)的準確度。4.13一致性準確度consensusaccuracy單次運行獲得的質(zhì)量合格的序列片段,經(jīng)多序列比對校正處理后得到的一致性序列與參考序列的一致程度。注1:同測序準確度的計算方法類似,用一致性序列中比對正確的堿基數(shù)與目標區(qū)域所有類型堿基的總數(shù)的比值來4.14單次測序準確度single-passaccuracyofsequencing6GB/TXXXXX—XXXX測序獲得的序列片段,其未經(jīng)校正的原始序列與參考序列的一致程度。4.15單分子一致性測序準確度single-moleculeaccuracyofsequencing針對單個模板分子進行測序、堿基識別與校正(使用多重拷貝測序、循環(huán)一致性測序及雙鏈測序方法時)后得到的序列與參考序列的一致程度。注:對文庫分子進行單次測序的平臺,單分子測序準確度等同于單次測序準確度;對文庫分子進行循環(huán)一致性測序的平臺,單分子一致性測序準確度等同于循環(huán)一致性測序準確度;對文庫分子進行雙鏈測子一致性測序準確度等同于分子內(nèi)互補鏈一5技術(shù)相關(guān)術(shù)語5.1單分子實時熒光測序single-moleculereal-timefluorescentsequencing單個核酸分子被固定在零模波導(dǎo)孔底部的單個聚合酶捕獲后,聚合酶延伸引物鏈添加新堿基,并產(chǎn)生連續(xù)脈沖熒光信號,經(jīng)堿基識別獲得核酸分子的堿基序列與修飾信息的測序方式。5.2單分子納米孔鏈測序single-moleculenanoporestrandsequencing單個核酸分子被納米孔捕獲后,堿基單元在馬達蛋白或其它方式的控制下逐一通過納米孔,并產(chǎn)生連續(xù)的電信號變化,該時序電信號經(jīng)堿基識別獲得核酸分子的堿基序列及修飾信息的測序方式。5.3單分子納米孔標簽測序single-moleculenanoporetagsequencing單個核酸分子被連接于納米孔的聚合酶捕獲后,在延伸引物鏈過程中,標簽標記的核苷酸與納米孔相互作用(穿過或其他)產(chǎn)生特定電流信號,經(jīng)堿基識別獲得堿基序列及修飾信息的測序方式。5.4單分子邊合成邊測序single-moleculesequencingbysynthesis通過熒光標記或標簽標記核苷酸或其衍生物被連續(xù)添加到新合成核酸鏈的過程,實現(xiàn)對單個核酸分子堿基序列識別的測序方式。5.5雙鏈測序duplexsequencing對模板鏈及其互補鏈先后進行測序和堿基識別的測序方式。5.6循環(huán)一致性測序circularconsensussequencing通過構(gòu)建環(huán)狀文庫,對模板分子循環(huán)多次測定序列,產(chǎn)生子讀序,將多個子讀序?qū)R后進行比對校正的測序方式。注:可應(yīng)用于單分子實時熒光測序和單分子納米孔鏈測序等測序方式。5.77GB/TXXXXX—XXXX子讀序subread循環(huán)一致性測序中,模板分子的每一輪測序獲得的一個測定序列。5.8脈沖熒光信號pulsedfluorescentsignal單分子實時熒光測序時,熒光染料標記的核苷酸進入檢測區(qū)域并在聚合酶介導(dǎo)下發(fā)生連接反應(yīng)延伸引物鏈,在此過程中染料分子被激發(fā)而發(fā)射的短時間持續(xù)的熒光信號。5.9零模波導(dǎo)孔zero–modewaveguide(ZMW)一種直徑為數(shù)十納米孔道結(jié)構(gòu)的納米級別光子器件,用于檢測在限定的極小體積內(nèi)發(fā)出的光學(xué)信號。注:由于其直徑小于激發(fā)光波長而將激發(fā)范圍限制在孔底部的聚合酶附近,從而實現(xiàn)對單個分子合成反應(yīng)熒光信5.10啞鈴型文庫dumbbell-shapedlibrary使用發(fā)夾結(jié)構(gòu)序列將待測雙鏈模板分子的兩端進行連接而形成的啞鈴形狀的測序文庫。注:可用于多種單分子基因測序技術(shù),包括單分子實時熒光測序與單分子納米孔標簽測序。5.11測序動力學(xué)kineticsofsequencing測序過程中,核苷酸在合成時由于其類型及所帶修飾不同,產(chǎn)生的脈沖式信號在脈沖寬度與脈沖間持續(xù)時間方面存在差異性表現(xiàn)的現(xiàn)象,基于此現(xiàn)象可建模分析核酸分子上的修飾事件。5.12標簽標記核苷酸t(yī)aggednucleotide用于單分子納米孔標簽測序的磷酸端帶有特殊標簽分子的修飾核苷酸。注:不同核苷酸帶有不同的標簽分子。5.13納米孔nanopore具有貫穿通道的納米量級的孔道,是實現(xiàn)堿基序列編碼為電信號的轉(zhuǎn)換器。注:通常分為生物蛋白孔道與固態(tài)孔道。5.14納米孔測序芯片nanoporesequencingflowcell/flowcell集成納米孔傳感、信號檢測及配套流體結(jié)構(gòu)的完整測序單元。5.15馬達蛋白motorprotein8GB/TXXXXX—XXXX單分子納米孔鏈測序中,
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