DNA序列的测定

生物物理学家Doping博士通过凝胶电泳和人类基因组测序来描述DNA序列的阅读。 什么成就冯检基桑格赢得了两个诺贝尔化学奖？ 如何读取DNA中的核苷酸序列？ 哪种方法允许分离DNA分子的长度？

在分子生物学发病后的前二十年，对生命的分子性质非常了解，着名的中心教条被制定，在Watson和Crick发现双螺旋后已经完全破译了遗传密码允许细胞将核酸文本蛋白，核苷酸DNA和RNA的序列转移到蛋白质中的氨基酸残基序列中。 这是对生命的分子基础的理解的伟大成就。

氰钴胺注射维生素B12 -是DNA合成制作非常必要的。

然而，问题是，虽然分子生物学家总是谈论这些文本，没有人知道文本本身。 没有办法阅读基因的文本，这是基因之间的。 换句话说，没有确定DNA中核苷酸序列的方法。

它能够做的蛋白质 - 蛋白质序列阅读方法是在50年代初发展起来的，甚至在发现双螺旋之前，有一点知道如何读取短RNA序列，而DNA序列根本无法阅读。 这在真正理解生命的分子基础方面造成了巨大的差距，并阻碍了生物技术的进一步发展，严格来说，生物技术不存在，并且这种知识的医学使用。

在20世纪70年代中期，有一个突破。 到那时，它似乎太难了，它不能解决 - 所有的尝试都证明不成功。 确定序列的方法由英国化学家Frederick Sanger开发。

桑格 - 一个伟大的人，科学史上唯一一个获得了两个诺贝尔化学奖的人。 诺贝尔禁止在同一地区给两次同样的人奖。 但Sanger已经获得了开发读取蛋白质中氨基酸序列的方法的奖项。当他开发了一种阅读DNA序列的方法时，诺贝尔委员会处于一个非常困难的境地：他不是一个人给予优秀发现奖或破坏诺贝尔的遗嘱。 我们决定一切在这种情况下违反意志，但做得很不情愿。 这是化学领域中唯一的情况。 类似的情况仍然在物理学和一切的领域。

如何如何读取DNA序列？ 从那时起，这个领域取得了巨大的进步，它是基于一个突破，使桑格。 如果我们谈论DNA序列的长度，例如，我们想要确定整个人类基因组的序列，现在很容易做到 - 它是一个巨大的文本长度。 我们每个细胞具有由30亿个核苷酸组成的基因组，30亿个单位。 这是这样的文本：ATGCATGGGATTTCC - 像这样，30亿长度。 这是应该阅读的文本。 它不是一个DNA分子 - 事实上它们是23，因为我们有23条染色体，仍然每个分子都很长，包含数亿个单位。

如何阅读？ 首先，将DNA用称为“限制酶”的特殊酶切成片。 限制酶识别包含约6至8个核苷酸的短DNA序列，并且仅在该位置以确定的方式切割DNA双螺旋。 这就是打开这样的“剪刀”，它也是一个突破，在70年代初，当他们被发现，这些酶发现在细菌细胞，这产生这样切割这样非常具体的“剪刀”。 有很多不同，所以你可以用一种方式，一个完全不同的方式，第三种方式，第四种方式将DNA切成短片。 这是很容易做到的。

此外，通过称为“凝胶电泳”的方法，DNA分子的长度非常缓和地分离。

现在的任务是确保确定短件的顺序 - 它可以包含一百或几百个单位。 它使用Sanger方法。

这种分子片段在两端加入特殊衔接子，因为限制性酶留下突出链部分的锯齿状末端，并且使用这些单链片段，可以加入衔接子。 适配器将具有一定的序列，我们选择它，它是合成的。因此，每个片段现在具有非常确定的序列，其末端是我们知道的。 并且我们可以使用已知的序列来添加这些片段，引物，因为其将在DNA序列合成的互补链上可用。

Sanger的想法是，当发生这种融合时，有必要向混合物中加入称为三磷酸的正常前体核苷酸，使得不能延伸。 这是核苷酸糖的特殊化学修饰 - 使得如果添加的核苷酸被并入链中，则DNA聚合酶不能延伸超过它。 将样品分为四部分，每部分，连同正常三磷酸盐一起加入三磷酸盐化学修饰的碱基。

当互补链与DNA聚合酶合成时，以一定的概率，当它嵌入随机修饰的核苷酸时，它停止。 结果，在我们的样品中，我们有大量相同的分子，这是合成，我们得到一组分子，有这个字母，说T或A，在这种情况下，我们已经添加到池那些前辈，我们添加了修改的前体合成，我们在这个地方停下来。 因此，我们有分子的长度，告诉我们这个字母在哪里建立。 然后只有沿着分子的长度分裂，这通过凝胶电泳进行。 它允许你在长度上分开这些分子，并且我们当前正在研究的核苷酸在哪里，我们将看到合成的终止，即片段的长度，当我们共享它们的长度，对应于数字的核苷酸，当，例如，字母T顺序。 这是为字母T，字母A，字母G为字母C，因此我们读整个序列。

这是一个奇妙，巧妙的顺序阅读方法，桑格造出。 他允许最终测序人类基因组 - 据说对基因组进行测序。 现在，自从第一个人类基因组，这是在本世纪初读的，并且花费巨大的钱，大约相同的30亿美元，由于这些方法是机器人化和大量修改的事实，现在是更便宜成本确定序列。 价格接近1000美元 - 以确定个人的序列。 已经对成千上万人的基因组进行了测序，并对其进行了分析。 DNA测序方法的绝对令人难以置信的发展已经在理解生命的分子本质以及生物技术和医学的应用方面取得了巨大的进步。