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NGS测序原理梳理02-簇生成

pythonic生物人 pythonic生物人 2022-09-11

 flow cell

为何要先介绍flow cell?

因为簇生成的过程发生在flow cell上。

flow cell简介
1)flow cell是一个玻璃片,上面有2个或8个泳道(lane),有一元硬币那么厚,不同测序仪使用的flow cell可能不同,下图为一个8 lane flow cell。

不同平台可能对应不同的flow cell,如下:

2)flow cell表面都随机植入了大量与文库P5互补的序列及P7,如下图:
3)后面要介绍的簇生成和测序均发生在Lane里面;



 2 簇生成步骤

为何要进行簇生成?

单个DNA文库序列释放荧光信号太弱,不容易被检测到;多个拷贝的簇DNA文库序列可以放大荧光信号,可以理解为一个簇对应fastq中一条read。

簇生成步骤

1)文库与flow cell表面P5杂交与互补链合成;
  • 文库与flow cell表面P5杂交

  • DNA聚合酶作用下从3'到5'延伸合成互补链

  • 互补链合成



 2)双链变性;
  • 双链变性洗脱文库

  • 留下新合成的单链


3)桥式PCR扩增;
  • 第一轮扩增

  • 沿着箭头方向延伸扩增

  • 桥式PCR扩增 形成双链的“桥”

  • 桥式双链DNA结构变性成两条分别和flow cell共价连接的链

  • 第二轮桥式PCR扩增 

  • 杂交

  •  沿着箭头方向延伸 

  •  结束第二轮PCR

  •  桥式PCR N个循环后 

  • 多个桥变性

4)反链切除

留下与Flow cell上P7上的链

5)DNA链3'封闭

3’端被封闭,防止不必要的DNA延伸,簇生成到此结束。



参考资料

https://www.bilibili.com/video/BV1BW411a7Pt/?spm_id_from=333.788.videocard.1

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

Goodwin S , Mcpherson J D , Mccombie W R . Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies[J]. Nature Reviews Genetics, 2016, 17(6):333-351.



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