細胞生物學的方法與工具

DNA 定序

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DNA 以一長串僅僅四個化學「字母」——A、T、G、C——來儲存資訊,很像一本用四字母字母表寫成的書。僅僅看一團 DNA 的污跡幾乎什麼也讀不出來;意義在於字母的精確順序。DNA 定序就是把那個順序一個字母一個字母讀出來的技術,它把一個實在的分子變成一段你可以儲存、檢索和比對的文本。

現代定序透過在每個鹼基被加上、或分子被處理時檢測它來讀取 DNA。在一種被廣泛使用的方法中,機器以正在讀取的 DNA 為模板構建一條新鏈,每當某個特定的字母被摻入時就閃出一個信號——往往是某種特定顏色的一束光——一邊進行一邊記錄序列。如今的機器並行運行數百萬條這樣的讀取,所以一整個含三十億個字母的人類基因組,一兩天就能讀完。這些短的讀段隨後由電腦拼接成完整的序列。

DNA 定序重塑了生物學與醫學:它讓我們能夠讀取整個基因組、追溯演化關係、精確定位致病突變、鑑定未知的微生物,並根據病人自身的 DNA 量身定製治療。它誠實的局限同樣重要。定序告訴你字母的順序——食譜上寫了什麼——但單憑它本身,並不告訴你哪些基因被開啟、細胞如何使用它們,或一段陌生序列究竟有何功能。而且讀段中偶爾含有錯誤,所以重要的發現要透過對同一區域多次讀取來確認。

為了診斷一名嬰兒不明原因的疾病,醫生對孩子的基因組進行定序,發現某個基因裡僅僅一個字母發生了改變——三十億個字母中的一個小筆誤,卻解釋了這種疾病並指導了治療。

定序讀出四個 DNA 字母的順序——是文本,還不是它的含義。

知道序列並不等於知道功能:定序讀出的是字母是什麼,但單憑它本身,絲毫不說明哪些基因處於活躍狀態、或一段未知的 DNA 究竟有何作用。

又稱
genome sequencingDNA 序列测定基因組定序