【Sanger法测序的原理是什么】Sanger法测序,又称双脱氧链终止法,是最早用于DNA序列分析的技术之一。该方法由弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)于1977年提出,为基因组学的发展奠定了重要基础。其核心原理是利用DNA聚合酶在体外合成与模板互补的DNA链,并通过特定的双脱氧核苷酸(ddNTP)来随机终止链的延伸,从而生成一系列长度不同的DNA片段,最终通过电泳分析确定碱基顺序。
一、Sanger法测序的基本原理总结
Sanger法测序的核心在于“链终止”机制。实验过程中,将含有模板DNA、引物、四种正常脱氧核苷酸(dNTPs)和少量双脱氧核苷酸(ddNTPs)的反应体系分为四组,每组中加入一种特定的ddNTP(如ddATP、ddTTP、ddGTP或ddCTP)。由于ddNTP缺少3'-OH基团,无法形成磷酸二酯键,因此在DNA链延伸过程中,一旦被掺入,就会导致链的终止。
通过电泳分离不同长度的DNA片段,根据片段大小可判断原始DNA序列中的碱基排列。
二、Sanger法测序步骤简要表
步骤 | 操作内容 | 目的 |
1 | 准备模板DNA和引物 | 提供复制起点 |
2 | 加入dNTPs和ddNTPs | 促进链延伸并随机终止 |
3 | 加入DNA聚合酶 | 催化链的延伸 |
4 | 分四个反应体系 | 每个体系含一种特定的ddNTP |
5 | 进行PCR扩增 | 合成大量不同长度的DNA片段 |
6 | 进行凝胶电泳 | 分离不同长度的DNA片段 |
7 | 读取电泳结果 | 根据片段位置推断碱基序列 |
三、Sanger法的优点与局限性
优点 | 局限性 |
精度高,适合小片段测序 | 通量低,不适合大规模测序 |
技术成熟,易于操作 | 测序长度有限(通常<1000 bp) |
结果直观,便于人工分析 | 成本较高,耗时较长 |
四、结语
尽管随着高通量测序技术(如Illumina、PacBio等)的兴起,Sanger法在大规模基因组测序中的应用逐渐减少,但其在小规模测序、验证测序结果以及某些临床检测中仍具有不可替代的作用。理解Sanger法的原理,有助于更深入地掌握DNA测序的基本机制及其在现代分子生物学中的应用价值。