问答题 (北京师范大学2006年考研试题)简述Sanger法测定DNA序列的基本原理和过程。
【正确答案】正确答案:1977年Sanger对:DNA酶法测序技术作了重要改进,提出了“终止法”,其原理是利用2’,3’-双脱氧三磷酸苷(2’,3"-ddNTP)来终止DNA的复制反应。大肠杆菌DNA聚合酶在复制过程中催化多核苷酸链的延伸,单核苷酸是接在延伸链的3’一OH上,所以,如果掺入的底物中有2’,3"-ddNTP,延伸反应即终止。 过程:设计四组反应,每组反应中都含有正常的四种脱氧核糖核苷酸dNTP(其中一种为 32 p-标记)、单链DNA模板(即待测的DNA)、引物、DNA聚合酶I。另外,各组反应加入一种2’,3"-ddNTP。反应结果,在加入2’,3"-ddNTP的反应中,凡碰到需要dNTP的时候,如果掺入的不是dNTP,而是2’,3"-ddNTP时,链延伸反应即终止。其他各组反应结果同理,用凝胶电泳分析这四组反应的产物,即可从放射自显影上读出DNA的序列。 1975年,Sanger提出DNA测序的新策略,即设法获得一系列多核苷酸片段,使其末端固定在一种核苷酸,然后通过测序片段的长度来推测核苷酸的序列。 Sanger于1975年设计的DNA快速测序法称为“加减法”。过程是:以单链DNA为模板,加入适当的引物,四种脱氧核糖核苷酸dNTP和。DNA聚合酶使合成反应尽可能随机进行,合成各种长度的产物片段,然后从反应体系中除去4种dNTP,并将反应物分成8组,4组用于加法系统,4组用于减法系统。加法系统每组只加A、G、C、T和一种dNTP,减法系统每组加3种dNTP(分别减去A、G、C、T,一种dNTP)。在加法系统中,DNA聚合酶的3’→5’外切酶将除该核苷酸外所用3’末端核苷酸都水解掉,于是3’末端核苷酸都变成了该核苷酸。在减法系统中,DNA聚合酶能够把片段继续合成下去,直到遇上所缺的核苷酸才停止,这就得到了都在所缺核苷酸前一个核苷酸结尾的片段。最后,将各组样品都进行凝胶电泳,从放射自显影的图谱上可以推测出DNA的核苷酸序列。
【答案解析】