day7金金-测序技术

参考文献：生信星球

第一天接触新概念：测序。DNA测序技术，即测定DNA序列的技术。

理解费劲，不太容易哈哈

早在1954年，Whitfeld等就提出了测定多聚核糖核苷酸链的降解法，该方法利用磷酸单酯酶的脱磷酸作用和高碘酸盐的氧化作用从链末端逐一分离寡核糖核苷酸并测定其种类。目的就是想通过这种一个一个“数”的方法来得到DNA的碱基顺序。

这里再补充一个小知识，DNA有多大？它的直径也就2nm，两个核苷酸之间的小沟0.34nm。肉眼观察肯定不行，那么显微镜呢？光学显微镜可见光的波长约为700nm，单单一个直径就看不到，更别说看更小的分子了DNA对于它来说根本不可见。要想用普通显微镜观察不可能，更强大的电子显微镜呢？别忘了，DNA分子并不是平躺着让你去观察，他有四级结构，不断扭曲、折叠，简单的二维图片是很难区分开来的，能看到也仅仅只能看到一小部分。就像上面的这张珠子图，拍一张照片，就能准确区分被压着的珠子和它上面的珠子顺序吗？不能够！

人类基因组共有31.6亿个DNA碱基对，23对染色体，测一条染色体就需要测1-2亿个碱基对，像这种数数的办法肯定行不通，太耗费人力。那么有没有什么办法可以实现半自动化呢？

视觉不行，另辟蹊径，听过“盲人摸象”的故事吧，70年代的Sanger发明了“双脱氧终止反应法”，他就是利用了双脱氧核苷酸 ddNTP去摸索DNA分子。例如，一条序列5‘ --> 3' 实际为TGACTTCG但我们之前不知道，这样操作：

操作过程可能会有些无聊，但是不难懂，希望你能理解其中的意思，因为后来测序都是受此启发，这是鼻祖

• 设置四个反应体系1-4，分别加入引物、DNA聚合酶、四种dNTP、一定比例的ddNTP（带有放射性标记）例如1中是ddATP，它就负责测定T碱基的位置；依次2是ddCTP，3是ddTTP， 4是ddGTP
• 假如扩增过程中ddATP遇到了T位点，就结合并终止（因为ddNTP的2‘和3'都没有羟基），那么其他的dNTP就无法结合。也许你会问，那么每次如果是这四种ddNTP占了先机先结合了，其他的都无法再结合，结果不就是一种可能，只能确定四个位点？并不是这样： 大批量的核苷酸结合本就是一个随机问题，不一定每次都是ddNTP结合，有可能是dNTP结合了好几个然后ddNTP才回过神，结合完再宣告一个聚合过程结束。

作者：刘小泽

链接：https://www.jianshu.com/p/101c14c3a1d2

来源：简书

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

测序技术

基因组学：

（1）蛋白质组数据处理、蛋白及其修饰鉴定

   （2）构建蛋白质数据库、相关软件的开发和应用

   （3）蛋白质结构功能预测

   （4）蛋白质连锁图

蛋白质组学

（1）mRNA-Seq

（2）IncRNA-Seq（长链非编码RNA）

（3）sRNA-Seq（主要是miRNA-Seq）

转录组学（基因表达分析）

测序

组学领域的具体介绍

1 基因组学（Genomics）：

○定义： 研究生物体整个基因组的结构、功能、演化以及与表型的关联。

○技术： DNA测序技术，如Illumina测序、长读长测序（PacBio、Nanopore）。

○分析内容： 基因鉴定、SNP（单核苷酸多态性）分析、基因结构预测、基因组比较等。

2 转录组学（Transcriptomics）：

○定义： 研究生物体基因的转录过程，包括RNA的种类、量和调控。

○技术： RNA测序技术，如RNA-seq。

○分析内容： 基因表达定量、差异表达分析、剪切变异分析、共表达网络分析等。

3 蛋白质组学（Proteomics）：

○定义： 研究生物体蛋白质的组成、结构、功能以及调控。

○技术： 质谱技术，如液相色谱质谱联用（LC-MS/MS）。

○分析内容： 蛋白质鉴定、蛋白质定量、蛋白质相互作用网络分析等。

4 代谢组学（Metabolomics）：

○定义： 研究生物体代谢产物的种类、量和变化，反映生物体代谢状态。

○技术： 质谱技术，核磁共振等。

○分析内容： 代谢物鉴定、代谢通路分析、生物标志物发现等。

生信分析的一般流程

1数据获取： 通过实验技术获取基因组、转录组、蛋白质组和代谢组的原始数据。

2数据预处理： 包括质量控制、去除低质量序列、去除污染物等。

3数据分析： 针对不同组学数据，进行相应的分析，如基因表达分析、蛋白质鉴定等。

4整合分析： 将不同组学数据整合，进行综合分析，寻找生物学意义。

5生物学解释： 解释分析结果，发现生物学规律，提出假设和新的实验设计。

这些组学领域的整合分析能够为生物学研究提供更全面、深入的理解，有助于揭示生物体内部的复杂网络和调控机制。

1illumina公司原理介绍视频：https://share.weiyun.com/5qojuBY 密码： 密码：bxsry4

2文章《测序的世界》：https://www.jianshu.com/p/101c14c3a1d2