隨著科技的飛速發(fā)展，基因測序技術已經(jīng)歷了從一代到二代的巨大飛躍?；蚨鷾y序（Next-Generation Sequencing, NGS）是一種革命性的技術，能夠在短時間內(nèi)快速、準確地測定大量DNA序列。極大地提高了測序的效率和準確性，還極大地降低了測序的成本，使得大規(guī)?；蚪M測序成為可能。

基因二代測序原理是什么

一、邊合成邊測序
在DNA復制過程中，隨著DNA聚合酶沿模板鏈移動，新合成的DNA鏈上會不斷添加新的堿基?；蚨鷾y序技術正是在這一過程中捕捉新添加的堿基信息，從而確定DNA的序列。具體來說，測序過程中會同時添加DNA聚合酶、接頭引物和帶有堿基特異性熒光標記的4種dNTPs（脫氧核糖核苷三磷酸）。這些dNTPs的3'-OH端被化學方法保護，因此每次只能添加一個dNTP。當一個dNTP被添加到合成鏈上后，所有未使用的游離dNTP和DNA聚合酶會被洗脫掉，隨后加入激發(fā)熒光所需要的緩沖液，激發(fā)熒光信號。最后，利用計算機分析將光信號轉化為測序堿基。

二、可逆終止末端
基因二代測序技術使用了特殊的可逆終止劑。當DNA聚合酶將其摻入到新合成的DNA鏈中時，會形成一個可逆的終止末端。這個終止末端會暫時阻止DNA聚合酶繼續(xù)添加下一個堿基，從而使得每次只能添加一個堿基并進行熒光信號的捕捉。隨后，通過加入特定的化學試劑，可以切除這個可逆終止末端，暴露出3'-OH端，以便進行下一個堿基的添加和測序。

三、測序平臺與原理實例
以Illumina測序平臺為例，其測序原理基于邊合成邊測序技術。在測序過程中，DNA片段通過適配子連接到流動槽（flow cell）上，經(jīng)過PCR擴增后形成簇群。然后，通過逐輪加入帶有熒光標記的可逆末端終止子堿基，每次加入一個堿基并檢測發(fā)出的熒光信號，逐步合成新鏈，從而讀取DNA序列。具體來說：
1、DNA文庫構建：將DNA樣本切割成短片段，并添加接頭進行修飾，以便進行后續(xù)的測序反應。
2、上機測序：將構建好的DNA文庫加載到測序儀上，進行橋式PCR擴增，形成簇狀結構，增強熒光信號強度。
3、邊合成邊測序：在測序過程中，逐輪加入帶有熒光標記的可逆末端終止子堿基，每次加入一個堿基后，利用激光掃描捕捉熒光信號，并確定添加的堿基類型。隨后，切除可逆終止末端，繼續(xù)下一個堿基的添加和測序。

四、技術特點與應用
基因二代測序技術具有高通量、高效率、低成本等優(yōu)點，可以同時對大量DNA分子進行測序，適用于基因組學研究、轉錄組學研究、疾病診斷與治療等多個領域。例如，在基因組學研究中，可以利用二代測序技術快速獲取大量個體的基因組信息，揭示人類遺傳多樣性、疾病易感基因等關鍵信息；在疾病診斷中，可以通過檢測患者樣本中的基因突變、融合基因等信息，為精準醫(yī)療提供有力支持。

基因二代測序原理主要基于邊合成邊測序和可逆終止末端技術，通過捕捉新添加的堿基信息來確定DNA的序列。這一技術具有諸多優(yōu)點和廣泛的應用前景，在生命科學研究和臨床應用中發(fā)揮著重要作用。

相關閱讀推薦

如何使用自動化臺式熱循環(huán)儀節(jié)省實驗室時間

OT-2 符合性聲明

自動化帶來更佳生物實驗室結果的 3 種方法

如何配置Flex磁珠蛋白純化工作站

全自動移液工作站進行酶解的原理及工作步驟

OT-2 核酸提取工作站選配熱振蕩模塊的優(yōu)勢