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基因測序的步驟有哪些?

PCR產物直接測序已成為分子生物學和基因組學研究中的壹項重要技術,廣泛應用於基因突變檢測、遺傳病診斷、單核苷酸多態性研究、基因組重疊序列組等。與傳統的克隆測序技術相比,直接對PCR擴增的DNA進行測序,省去了耗時的克隆步驟,避免了傳統的細菌培養、模板提取等重復性操作,可以從少量的原始樣本中獲得正確的DNA序列信息。PCR產物直接測序技術具有快速、簡單、穩定和經濟的優點。

測試試劑

PCR擴增雙鏈DNA模板

大約20個核苷酸長的DNA引物。

DNA聚合酶

測序凝膠

0.1摩爾/升滴滴涕

α-32P-dATP

DNTP/ddNTP混合物(80μmol/L/8μmol/L)

dntp(dctp、dGTP和dTTP分別為0.75μmol/L)

測序反應緩沖液:40mmol/L Tris-HCl(pH7.5),20mmol/L MgCl2,50mmol/L NaCl。

終止緩沖液:95%甲酰胺、20mmol/L EDTA、0.05%溴酚藍、0.05%二甲苯腈。

測試步驟:

分別向1和4個微量離心管中加入2.5minμl dNTP/DD NTP混合物,並讓混合物在370°C下溫熱5分鐘。

2.將1pmol PCR擴增的雙鏈DNA、10pmol測序引物、2μl 5×測序緩沖液加入到空的微量離心管中,加入雙蒸水至總體積10μl,在96OC加熱8min,但冰浴是1min,4 oc是65438+。

3.加入2μl預冷的標記混合物(dCTP、dGTP、dTTP各0.75μmol/L),α-32P-dATP 5μCi,1μL 0.1mol/L DDT,測序酶2U,加水至15μl,混勻,然後冰2min,標記新的。

4.在步驟1的四個試管中各加入3.5μl標記的反應混合物5ml,並在37℃下溫浴5分鐘。向每個試管中加入4μl終止溶液。

5.樣品在80℃水浴中變性5分鐘,在每個泳道的測序凝膠中加入2μl,通過電泳分離這些片段。

註意事項:

1.?PCR產物要有壹定的長度(>;200bp),因為測序結果兩端20-30bp的電泳峰準確性較低。

2.?純化的PCR產物可以通過離子交換層析與剩余的dNTP和引物分離。PCR產物也可以通過瓊脂糖凝膠電泳與非特異性擴增產物和引物分離。如果擴增特異性高,可以直接用苯酚:氯仿提取,乙醇沈澱純化。

3.?測序引物的設計原理類似於PCR引物的設計原理。可在DNA合成儀上合成約20個核苷酸作為引物,經高壓液相色譜或聚丙烯酰胺凝膠電泳純化後可作為測序引物。

PCR循環測序法

PCR循環測序是將PCR擴增與核酸序列分析技術相結合的壹種確定核苷酸序列的研究方法,也稱為線性擴增測序。該方法通過PCR儀加熱使DNA模板變性,在TaqDNA聚合酶的作用下,以溫度循環方式對模板進行多輪雙脫氧核苷酸測序反應,線性擴增標記的DNA分子。

與以往的測序方法相比,PCR循環測序法的優點是所需的模板量大大減少;可以提高測序反應產生的信號,降低操作的復雜性,減少聚合酶的用量;可以在少量制備的模板上進行篩選反應;高溫下的測序反應使DNA聚合酶催化的聚合穿過模板的二級結構區域;雙鏈閉環DNA可以直接作為反應模板,無需事先堿變性。由於PCR循環測序法可以簡單、快速地檢測特定的序列,因此在核酸序列分析研究中得到了廣泛的重視。

測試試劑:

DNA測序試劑盒

dNTP

ddNTP

丙烯酰胺

雙丙烯酰胺

尿素

TEMED(N,N,N ',N'-四甲基乙二胺)

過硫酸銨

6%測序凝膠:6%丙烯酰胺,7mmol/L尿素,1×TBE。

10×測序緩沖液:100mmol/L Tris-HCl(pH8.8),500mmol/L KCl,40mmol/L MgCl2,0.01%明膠,20μmol/L dATP,50μmol/L dCTP,50μmol/L

混合溶液的終止:ddtp(600 μm ol/L),ddCTP (600μmol/L),ddGTP (100μmol/L),ddTTP(1000μmol/L)。

終止緩沖液:95%甲酰胺、20mmol/L EDTA、0.05%溴酚藍、0.05%二甲苯腈。

測試步驟

1,4個小離心管,向每個小試管中加入3μl終止混合物,並將試管置於冰上。

2.向DNA模板中加入引物(4pmol)、4 μ l的10×測序緩沖液、10 μ l的α-32p-Datp、2u的Taq DNA聚合酶,加入雙蒸水至30μl,充分混合,向上述四個小管中各加入7μl。

3.向反應溶液中加入30μl石蠟油。

4、95OC 30S、50OC 30S、72oC60s * * 30次循環,循環條件和循環次數可根據具體情況適當調整。

5.反應後,在油層下加入5μl終止緩沖液,用取樣槍混合。

6.上樣前,將樣品在80℃以上的水浴中熱變性5min,並向每條線的測序凝膠中加入2μl,然後通過電泳分離這些片段。

註意事項:

1.測序模板的制備:PCR擴增產物可用低熔點瓊脂糖凝膠電泳純化回收,用於序列分析;它可以通過柱層析純化,並在PCR反應後除去剩余的dNTP和引物後用於序列分析。PCR產物也可以不經純化直接用於測序,但這種測序產生的結果較差,建議在測序前對PCR產物進行純化。通過各種標準質粒制備方法純化的質粒可以用作測序模板。標準方法制備的M13噬菌體、粘粒和λDNA都適合作為測序模板。但需要註意的是,反應體系中不能有與引物互補的非靶基因序列,否則測序實驗會失敗。

2.測序引物:測序引物是指與測序模板鏈特異互補的合成寡核苷酸序列。引物的5’端可以用α-32P-dATP和T4多核苷酸激酶標記,反應體系中引物、激酶和α-32P-dATP的比例應保持在最佳,以獲得高比活性的標記引物。新合成的DNA鏈也可以用α-32P-dATP標記。引物濃度不宜高,否則容易形成引物二聚體或產生非特異性擴增引物。

3.酶:各種缺乏3'-5 '核酸外切酶活性的耐熱DNA聚合酶均可用於循環測序,其中TaqDNA聚合酶是DNA測序中最常用的。盡管應用PCR循環測序法可以簡單快速地確定基因序列,但仍不能滿足大規模DNA測序的需要,PCR循環測序法、熒光標記和自動測序儀的結合已成為大規模基因組測序的主要技術。該技術使用熒光標記引物或雙脫氧核苷三磷酸,反應產物經聚丙烯酰胺凝膠電泳,再用特定的DNA序列分析儀和分析系統處理待測DNA序列。它的應用減少了DNA測序的工作量,提高了測序的效率。