核酸序列测定

核酸是生命的最基本物质之一，广泛存在于所有动物、植物细胞及微生物体内。根据化学组成不同，核酸可分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，在一些病毒中，RNA是遗传物质的载体。因此测定和分析核酸的序列，是解析遗传的本质、每个基因的编码方式最基本的方法。各种遗传疾病的诊断、病毒或细菌的感染与变异的检测、依据基因多态性的个性化治疗，最终都必须依赖于基因测序的结果。因此核酸的序列分析是分子诊断学的金标准。

核酸序列分析所选用的样品主要是DNA。由于RNA分子的理化特性（分子不稳定，易受RNA酶的作用降解；结构复杂、多样），且生物学合成不如DNA简单，所以DNA最适合用于测序反应。因而核酸序列测定也称为DNA序列测定，而一些RNA样品的序列测定是将RNA反转录生成DNA后进行序列的分析。

核酸序列测定起始于20世纪60年代的RNA序列测定技术——小片段重叠法。Robert Holley利用该技术花费了7年时间完成了酵母丙氨酰-tRNA序列的76个核苷酸的序列测定。1971年首次应用引物-延伸的测序策略，成功的测定了λ噬菌体的两个黏性末端。自1977年F. Sanger发明DNA链末端合成终止法及A. Maxam和W. Gilbert发明化学裂解法以来，DNA测序方法获得极大发展，由采用手工、应用放射性元素测定，发展到自动化、四色荧光法测定。目前，第二代高通量测序技术已经进入市场，不同的平台测序通量达到：在一次实验中可以读取1G～14G不等的碱基数。例如，Roche公司推出的 454 FLX焦磷酸测序平台，2006年美国Illumina公司推出的基于基因芯片技术Solexa基因组分析平台，2007年ABI公司推出的基于连接酶的SOLiD 测序仪。第三代测序仪正在研发和成熟。2008年4月Helico BioScience公司的Timothy等人在《Science》上报道了他们开发的单分子测序技术，真正达到了读取单个荧光分子的能力，向1 000美元测定一个人类基因组的目标迈出了一大步。

可以预见，高通量测序技术将在生命科学领域中发挥革命性的作用，快速、高效、经济地揭示生物体的遗传物质基础、分析物种转录组的全貌。