1. How DNA Sequence Is Determined?
DNA fragments having a difference
of one nucleotide can be separated Polyacrylamide Gel Electrophoresis
on gel electrophoresis T A G C
32
P ATC GATC GAT
32
P ATC GATC GA
32
P ATC GATC G
32
P ATC GATC
32
P ATC GAT
32
P ATC GA G
32
P ATC G C
32
P ATC
T
32
P AT
32
P A A
But these bands can’t tell us If those band with the same
the identity of the terminal terminal nucleotide can be
nucleotides grouped, then it is possible
to read the whole sequence
Juang RH (2004) BCbasics
2. How to Obtain DNA Fragments
Maxam-Gilbert's Method: Chemical Destroy → Cleavage
method
32
P ATC GATC G AT
32
P ATC GATC GAT
32
P ATC G ATC GAT
Non-radioactive
Specific Reaction to G (invisible)
Destroy → Cleavage
Sanger's Method: Biosynthetic method 32P Keep on going
32
P Analogue ATC GA
A,T,C ,G A TAGC TAGC TA
ATC G or Producing various fragments
TAGC TAGC TA STOP Terminated
Template ATC G
A
TAGC TAGC TA
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3. Sanger’s Method: How Terminated
5’
P
R 1
5’
1 P A
ddNTP R 2 Terminated
3’
Normal Linking
OH P
3
2-
5’ R
P
PO 4 A R 4
P
2
Phosphodiester
bond R 5
P
3’ H H R 6
dideoxynuceotide Can not react 3’
Juang RH (2004) BCbasics
(1) Maxam-Gilbert 法: 以四種化學反應分別對四種鹼基作用,每一反應只對單一種鹼基進行修飾,而在該鹼基的地方斷開,得到一系列長度不同的核酸片段。 電泳可依照這些 DNA 片段的大小,在膠體中排開,即可依序判讀 DNA 分子上核 苷 酸的序列;比較如此四組鹼基序列電泳,即可組合成整段 DNA 。 (2) Sanger 法: 以樣本 DNA 為模板,使用 DNA polymerase 進行試管中 DNA 生合成。 四個反應中,每個反應各缺單一種核 苷 酸,而代以其 類似物 (analogue) ,則部分合成反應會停在該類似物的核 苷 酸處,造成各種長短不一的 DNA 片段,以電泳分離如上,即可組合判讀 DNA 的序列。 上述兩種方法,均以 32 P 標示在核酸分子上,以便顯像各不同長度的核酸片段。