一代、二代、三代测序的技术原理和技术特点分别是什么?
技术原理:
一代—双脱氧终止法
二代—桥式PCR+4色荧光可逆终止+激光扫描成像
三代—PacBio SMRT测序技术
技术特点:
一代—只能检测序列一致的PCR产物;读长可以较长,比如Sanger可以达到几百bp;通量低,一次只能检测少量的序列;成本低;
二代—可以并行测序;需要放大信号才能检测;通量大,可以产生上G的reads;读长较短,一-般是固定的,比如50、100、150、250等;成本较高
三代:可以并行测序;不需要放大信号,对单个分子进行测序;通量大,比如SequelII平台,一张芯片可以有800万个ZMW;读长较长;测序精确度较差;成本高; 宏基因组测序也是二代测序。四川哪里有二代测序分析
微生物基因组——数据组装后的分析步骤
基因预测:利用软件如Prokka等进行基因预测。这些软件会根据微生物基因组的序列特征,识别出可能的基因区域。例如,通过寻找开放阅读框(ORF)来确定基因的位置和范围。对于细菌基因组,由于其基因结构相对简单,基因预测的准确性相对较高。在预测过程中,软件会考虑密码子偏好性等因素,这是不同微生物在长期进化过程中形成的对特定密码子使用频率的差异。
基因功能注释:将预测出的基因与公共数据库(如KEGG、Swiss-Prot等)进行比对,以确定基因的功能。例如,通过比对KEGG数据库,可以了解基因在代谢通路中的作用。如果一个基因与数据库中某个已知的参与糖代谢的基因高度相似,那么就可以推测这个基因在微生物的糖代谢过程中可能发挥类似的功能。同时,还可以利用InterPro等工具对基因进行蛋白质结构域分析,进一步了解基因的功能特性。 河南二代测序二代测序使用的是哪种设备?
二代测序——实验流程类问题
二代测序的实验流程包括哪些步骤:首先是样本准备,提取高质量的DNA或RNA,并进行片段化处理;然后进行文库构建,在片段两端连接特定接头;接着进行文库质量检测和定量,合格的文库上机测序;***对测序得到的原始数据进行生物信息学分析,包括数据过滤、比对、变异检测等。文库构建的关键步骤和注意事项有哪些:关键步骤包括DNA片段化的程度控制、接头连接的效率和特异性、文库的纯化和定量等。需要注意避免样本的污染,确保片段化的均匀性,优化接头连接反应条件,以及准确地进行文库定量,以保证文库的质量和测序结果的准确性。
二代测序应用于蛋白组测序的常见方式①?
基于转录组测序间接推断蛋白信息
原理:由于蛋白质是由mRNA翻译而来,先利用二代测序技术对转录组(主要是mRNA)进行高通量测序,获得基因转录水平的信息。基于中心法则中mRNA和蛋白质的对应关系,在一定程度上可以推测出相应蛋白质可能的表达情况。例如,通过分析mRNA的表达量高低,预估对应蛋白质的丰度趋势。如果某个基因的mRNA在样本中表达量很高,那么大概率其翻译产生的蛋白质在细胞内的含量也相对较高,但这只是初步推断,因为还存在翻译后调控等影响因素。
应用案例:在研究某种植物在不同生长阶段的蛋白表达变化时,先进行转录组测序,发现与光合作用相关的一些关键基因的mRNA在植物生长旺盛期表达量***上调,后续再通过其他蛋白检测手段验证到对应的光合作用相关蛋白质含量确实增多,这就体现了通过转录组测序间接了解蛋白表达趋势的可行性。 二代测序需要多久才能完成?
二代测序——比较基因组分析(针对多个微生物基因组):
共线性分析:比较不同微生物基因组之间基因的排列顺序和位置关系。例如,在亲缘关系较近的细菌菌株之间,大部分基因的排列顺序可能是相似的,但可能会有一些基因的插入、缺失或者易位等现象。通过分析共线性,可以了解微生物在进化过程中的基因组结构变化。
基因家族分析:确定不同微生物基因组中存在的基因家族。基因家族是由一组具有相似序列和功能的基因组成。例如,在微生物的耐药基因家族中,不同成员可能具有不同程度的耐药性相关功能。通过分析基因家族的扩张和收缩情况,可以了解微生物对环境压力(如***使用)的适应策略。
单核苷酸多态性(SNP)分析:在重测序项目中,SNP分析是很重要的一部分。SNP是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。通过分析SNP,可以了解微生物在不同环境或者不同宿主中的遗传变异情况。例如,在研究传染病病原体的传播过程中,SNP分析可以追踪病原体在不同患者之间的传播路径。 二代测序包括全基因组测序和全外显子测序。苏州二代测序分析
二代测序是为了改进一代测序通量过低的问题而出现的。四川哪里有二代测序分析
二代测序不同应用场景下的速度有多快?
病原微生物检测:一般来说,二代测序用于检测病原微生物时,能够在几个小时到一天左右出结果。比如在快速检测血液中的病原微生物时,通常可以在几个小时内获得检测结果,相比传统的血液培养方法,时间大幅缩短,传统血液培养一般需要几天到一周的时间 。
全基因组测序:如果是对人类全基因组进行测序,以目前的技术水平,使用二代测序技术完成一个人的全基因组测序,一般需要 1-2 天左右的时间。而在十几年前,人类全基因组测序计划***完成时,耗费了大量的时间和精力,相比之下二代测序技术的速度提升***。
转录组测序:转录组测序的时间相对较短,一般几个小时内可以完成对大量 RNA 分子的测序和初步数据分析,进而快速了解基因在特定条件下的表达情况8. 四川哪里有二代测序分析