桑格测序

DNA测序是计算顺序的方法吗核苷酸沿着一股DNA．这四种基本的核苷酸是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。这些核苷酸是DNA的化学组成部分。这些块的顺序或顺序告诉单元格如何表现。

20世纪80年代初，科学家们发现了两种化学结构略有改变的核苷酸。今天，我们知道四种修饰过的核苷酸。这些是甲基胞嘧啶(mC)，甲基腺嘌呤(mA)和胞嘧啶的另外两种变体(5-甲酰胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶)。这些修饰过的核苷酸的功能仍在研究中。到目前为止，科学家们已经发现它们在基因的开启和关闭中扮演着重要的角色。一个例子是使X染色体失活．

你知道吗?

2019年，由星香修一(Shuichi Hoshika)领导的一个科学家团队在四个天然核苷酸的基础上添加了四个合成核苷酸。这就产生了一个8个字母的遗传密码，可以用来生成hachimoji DNA．

所有人的DNA 99.9%都是相同的。但剩下的0.1%却让我们每个人都与众不同。比如头发的颜色和血型。不管你喜不喜欢西兰花的味道!

DNA测序在医学、生物技术、法医学和许多其他领域变得非常重要。这项技术可以帮助科学家找到与疾病有关的基因，并研究治疗方法。DNA测序还可以帮助科学家调查犯罪。这是利用头发或皮肤细胞等DNA证据完成的。

DNA测序的历史

20世纪70年代末，科学家们开发出了最初的两种DNA测序方法。Allan Maxam和Walter Gilbert开发了Maxam-Gilbert测序．这也称为化学测序。它们的方法使用化学物质将DNA分成小块以确定其顺序。此方法当时是革命性的，但与新方法相比，它并不有效。

在1977年,弗雷德里克·桑格和他的同事开发了另一种DNA测序方法。他们的方法被广泛使用了大约40年。尽管现在有了更快更便宜的方法，桑格法仍然被大量使用。

你知道吗?

弗雷德里克·桑格赢得了诺贝尔化学奖两次！一等奖是为了他对胰岛素结构的工作，一个是他的DNA测序方法。

桑格测序是基于流程吗DNA复制．科学家复制DNA链。然后观察添加了哪些核苷酸。这样就可以看到核苷酸的序列。

桑格测序是如何工作的?

首先你提取你想要顺序的一块DNA。然后你加热它。这导致DNA放松。双螺旋的两个股线分成单链。

接下来，降低温度，加入DNA底漆．DNA引物是单链DNA的短序列。它与DNA链结合。像起跑线一样，它标志着顺序将从哪里开始。

现在稍微提高温度。然后加入游离核苷酸和一种叫做DNA聚合酶。游离核苷酸含有四种碱基之一:胞嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤或鸟嘌呤。DNA聚合酶从引物序列开始，并建立一个互补的，或相反的DNA链。它通过一次添加一个核苷酸来做到这一点。

需要进行四种不同的测序反应。四个不同的核苷酸各一个。为了使这些化学反应发生改变，链终止每个核苷酸的不同版本被添加到自由核苷酸的混合物中。每一种特殊的核苷酸都用不同的染料标记。这使得科学家们可以看到它们暴露在紫外线下。

当DNA聚合酶到达链端核苷酸时，它就停止了正在构建的DNA序列。DNA聚合酶随机添加修饰过的核苷酸。因此，结果产生了许多不同长度的DNA序列。

接下来，DNA片段进行凝胶电泳．凝胶电泳是一种分离不同长度DNA片段的方法。你把DNA片段加到凝胶中，然后把它暴露在电流中。这使得这些碎片根据它们的大小在凝胶中移动。最小的碎片可以移动得最远，而最大的碎片根本不会移动太远。一旦这些碎片完成移动，凝胶就被置于x光或紫外线灯下。这使得科学家们可以看到每一部分。

要阅读凝胶，你要看每一栏的暗带。每一种类型的核苷酸(G, C, A, T)都有一个列。通过阅读带的序列，你可以确定核苷酸的序列。

科学家们对桑格的原始方法做了一些改变。他们使用荧光团．这些是能发出彩色光的小化合物。不同颜色的荧光团被添加到每个核苷酸上。通过这种方法，测序可以在毛细管中的单一反应混合物中进行。

为了确定试管中的序列，科学家们用激光照射试管。当光通过每一条带颜色时，探测器会在图上产生一个峰值。这些峰对应于核苷酸碱基。通过使用荧光团，科学家可以自动化DNA测序过程。这意味着它可以更快地完成。

Sanger方法使科学家们将许多生物的DNA序列，从细菌到人类。使用荧光团和计算机，可以在几天内测序一个人的DNA（所有30亿个碱基）。与此以前的岁月相比，相当不错！

你知道吗?

科学家需要创造和利用特别的流程检测四种新的修饰核苷酸。这项研究很重要，因为修饰在发展中具有作用，以及癌症等疾病。