一、一代测序(Sanger测序):
1、引物延伸:
DNA片段通过PCR扩增,添加特定的荧光标记的dideoxynucleotides(ddNTPs)。
2、电泳分离:
扩增产物在凝胶中按大小分离,每一个片段对应一个终止于特定核苷酸的位置。
3、荧光检测:
每个终止点释放出的荧光信号被记录下来,根据信号的顺序重建DNA序列。
二、二代测序(Illumina测序):
1、桥式PCR簇生成:
DNA片段连接到珠子上,通过PCR放大成簇。
2、边合成边测序:
阅读头依次添加四种带有不同荧光标签的核苷酸。
每次添加一个核苷酸,如果能正确配对则发光并被检测,然后荧光团被去除。
通过连续添加多个核苷酸并记录每次添加后的荧光信号来确定DNA序列。
三、三代测序(SMRT测序-PacBio):
1、单分子实时测序:
DNA分子穿过Zero Mode Waveguide (ZMW)孔径,每个孔内含有一种DNA聚合酶和一条单链DNA模板。
DNA聚合酶沿着模板链合成互补链,过程中加入的每个碱基都会释放出不同颜色的荧光信号。
实时监测每个孔内的荧光信号,同步记录下DNA链合成的过程,从而一次性获取非常长的读长。
三代测序(Nanopore测序-Oxford Nanopore Technologies):
2、蛋白质纳米孔通道:
单链DNA分子通过嵌有Reader蛋白的人工合成膜上的纳米孔通道。
当DNA分子通过纳米孔时,每种碱基引起的电流变化特征不同,通过检测电流变化的模式可以解析DNA序列。
连续不断地读取DNA链,从而获得非常长且连续的读长。