DNA測序前為什么純化

第一代測序技術
第一代DNA測序技術用的是1975年由桑格（Sanger）和考爾森（Coulson）開創的鏈終止法或者是1976-1977年由馬克西姆（Maxam）和吉爾伯特（Gilbert）發明的化學法（鏈降解）. 并在1977年，由桑格老人家測定了第一個基因組序列——噬菌體phiX-174，全長只有5,375個堿基。雖然與今日的技術比起來根本不算什么，但自此之后，人類獲得了窺探生命本質的能力，并以此為開端真正步入了基因組學時代。

研究人員在Sanger法的多年實踐之中不斷對其進行改進。在2001年，完成的首個人類基因組圖譜就是以改進了的Sanger法為基礎進行測序的。Sanger法的核心原理是：由于ddNTP（4種帶有熒光標記的A,C,G,T堿基）的2’和3’都不含羥基，其在DNA的合成過程中不能形成磷酸二酯鍵，因此可以用來中斷DNA的合成反應，在4個DNA合成反應體系中分別加入一定比例帶有放射性同位素標記的ddNTP（分別為：ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP），然后利用凝膠電泳和放射自顯影后可以根據電泳帶的位置確定待測分子的DNA序列（圖2）。這個網址為Sanger測序法制作了一個小短片，形象而生動。

值得注意的是，在測序技術起步發展的這一時期中，除了Sanger法之外還出現了一些其他的測序技術，如焦磷酸測序法、連接酶法等。其中，焦磷酸測序法是后來Roche公司454技術所使用的測序方法，而連接酶測序法是后來ABI公司SOLID使用的測序方法，但他們的核心手段都是利用了Sanger中可中斷DNA合成反應的dNTP。

圖2. Sanger測序發原理
第二代測序技術
總的來說，第一代測序技術的主要特點是測序讀長可達1,000bp，準確性高達99.999%，但其測序成本高，通量低等方面的缺點，嚴重影響了其真正大規模的應用。因而第一代測序技術并不是理想的測序方法。經過不斷的技術開發和改進，以Roche公司的454技術、illumina公司的Solexa/HiSeq技術和ABI公司的SOLID技術為標記的第二代測序技術誕生了。第二代測序技術在大幅提高了測序速度的同時，還大大地降低了測序成本（速度和成本其實是相輔相成的），并且保持了高準確性，以前完成一個人類基因組的測序需要3年時間，而使用二代測序技術則僅僅需要1周，但其序列讀長方面比起第一代測序技術則要短很多，大多只有100bp-150bp。圖3. 是第一代和第二代測序技術測序成本作了一個簡單的比較，可以看出自第二代測序技術發展出來之后，歷史開始發生根本性的改變，測序的成本開始快速實現斷崖式下降，也就是業內經常提到的超摩爾定律現象。