測定核苷酸在核酸分子中排列次序的方法。遺傳信息是以核苷酸不同的排列方式儲存在DNA中,然後再通過信使RNA翻譯成蛋白質,從而表現出各種生物性狀。因此,DNA和RNA的核苷酸序列分析是在分子水平上研究生物的結構和功能的重要方法之一。
基本介紹
- 中文名:核苷酸串列分析
- 外文名:nucleotide swuencing
- 次序:在核酸分子中排列次序
- 儲存:以核苷酸不同的排列方式儲存
- 構成:通過信使RNA翻譯成蛋白質
- 針對:DNA和RNA的核苷酸序列分析
簡介,末端終止法,套用,
簡介
核苷酸序列分析(nucleotide swuencing)
測定核苷酸在核酸分子中排列次序的方法。遺傳信息是以核苷酸不同的排列方式儲存在DNA中,然後再通過信使RNA翻譯成蛋白質,從而表現出各種生物性狀。因此,DNA和RNA的核苷酸序列分析是在分子水平上研究生物的結構和功能的重要方法之一。
1965年霍利(R.W.Holley)首先測定了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列(76核苷酸長)。1977年分別由桑格(F.Sanger)和吉爾伯特(W,Gilbert)發明的DNA序列測定方法是核苷酸序列測定方法的重大突破。
末端終止法
桑格的方法稱為末端終止法,在這個方法中通常把要測定的DNA片段用重組DNA技術接在病毒M13載體上,讓病毒產生帶待測的DNA片段的單鏈DNA模板。首先把模板和一段短的互補寡核苷酸(稱為引物)放在一起加熱,然後慢慢冷卻,讓模板和互補寡核苷酸結合在一起,這一步稱為退火。第二步是序列測定反應。把退火好的混合物分成四份,每一份中都加入DNA聚合酶和四種脫氧核苷三磷酸。所不同的是每一份中加入的雙脫氧核苷三磷酸(ddNTP)是不同的。當新生鏈在DNA聚合酶催化下延伸時,按照模板所規定的序列,後一個脫氧核苷三磷酸的5'-a-磷酸連線到前一個脫氧核苷酸的3'羥基上。如果在底物中含有一定比例的ddNTP,由於ddNTP缺少3'羥基,DNA鏈的延長就會在已摻人dDNTP的位置上停下,顯然,停止的位置取決於模板的序列和用哪種ddNTP。例如用dDATP,則鏈終止的位置必然是相應於模板中的丁的位置,由於ddATP摻入的位置是隨機的,在每一個對應於丁的位置上DNA鏈的延長反應都可能終止。因此通過這樣一個反應就可以獲得一組以A為末端的長短不一的片段。通過電泳,把長短不一的片段一一分開。觀察片段的前後位置,就知道A在D NA中的序列。同樣,用其他三種ddNTP為鏈終止的反應物可以確定C、G和T的位置。
套用
基於DNA序列測定的方法如此方便,借用DNA序列測定的同樣原理,設計了若干類似的方法用來測定RNA的序列,使得RNA序列測定也取得了很大的進展。高效快速的DNA和RNA序列測定方法的建立,大大推動了分子生物學的發展。