查看原文
其他

NGS测序原理梳理03-边合成边测序

pythonic生物人 pythonic生物人 2022-09-11

继上一步簇在flow cell上生成后,下一步就开始测序。

illumina 测序原理

边合成边测序(sequence by synthesis,SBS),过程如下图(不同测序仪的dNTP荧光基团有差异,分4通道和2通道两类),共3步:
  1. dNTP连接;

  2. 扫描照相;

  3. 切除叠氮基和标记的荧光基团;
  • 1)4通道测序仪SBS原理


上图详解
  • dNTP连接

在聚合酶的作用下,某一种dNTP会结合到链上,叠氮基的存在使得一次只能连接一种dNTP;
  • 扫描照相

剩余的dNTP和酶被冲掉,将Flow cell进行扫描照相,所得荧光对应的碱基即是该位置的碱基;同时在该Flow cell上有成千上万个cluster也在进行同样的反应,一个循环就能同时检测多个样本(这也是高通量的核心所在);
  • 切除叠氮基和标记的荧光基团

这个循环完成后,加入化学试剂把叠氮基和标记的荧光基团切掉,进行下一个循环(碱基的连接、扫描照相与切除)。如此重复直至所有链的碱基序列被检测出,也就是Read1 序列。

  • 2)2通道测序仪SBS原理

----------------------------------------------------------------------------- 

测序过程

杂交Read 1 引物

将Read1测序引物,四种dNTP(ATGC)和DNA聚合酶加入流动槽,测序引物与adapter中的互补引物杂交;
  • dNTP特点:

  • 被荧光基团标记,每种碱基标记的荧光基团不一样(具有独特的荧光波长,会发出不同颜色);

  • dNTP 3’末端连了一个叠氮基,这个叠氮基能够阻断后面的碱基与它相连,一次只能连接一个dNTP。


正义链测序 

  • 测序

  • 洗脱

测序生成的片段被变性洗脱掉,正义链测序完成


index1测序

  • 测序

index1 primer与链上index primer1 结合位点杂交配对,进行index1的合成及检测。


  • 洗脱

测序生成的index1片段被变性洗脱掉,index1测序完成。


去掉成簇时所阻断的3'端


index2测序

  • 测序

  • 洗脱 

 

桥式扩增反义链

  • 扩增

以Flow cell上的P5 互补链为引物,Forward strand为模板进行桥式扩增,得到双链。

  • 双链变性 

 

 

正义链被切除


反义链测序

类似正义链测序,至此测序步骤结束

 

-----------------------------------------------------------------------------

数据分析 

根据index获得每个样本的fastq格式测序数据或者bcl格式(Nextseq500下机数据为bcl格式),步骤如下:


 

-----------------------------------------------------------------------------

参考资料 

https://www.bilibili.com/video/BV15s411t7SJ

https://www.bilibili.com/video/BV1ht411q7Wh

https://www.illumina.com.cn/


至此,illumina 测序的文库构建,簇生成,边合成边测序及数据拆分结束,点击会看:

NGS测序基础梳理01-文库构建

NGS测序原理梳理02-簇生成


后续还有更多优质文章,欢迎您关注我的公众号

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存