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DNA 合成的原理

Oligo DNA的人工化学合成始于50年代初期,1980年,全自动的固相DNA合成仪面市后,使得快速、高效合成Oligo DNA成为可能,这极大地推动了生物工程技术的蓬勃发展。现在一般都采用β-乙腈亚磷酰胺化学合成Oligo DNA,合成时从3' →5' 方向进行,通常3' 端的第一个碱基结合在Glass担体 (Controlled Pore Glass,CPG)上。合成的详细过程见下图,现简要说明如下:
1. Step1:脱掉附加在CPG担体上的第一个碱基5' -OH基团上的保护基 (DMTr),准备附加下一个新的碱基;
2. Step2:活化新的碱基单体 (Phosphoramidite),准备与第一个碱基进行反应;
3. Step3:第二个碱基与第一个碱基发生偶联反应;
4. Step4:将没有反应的第一个碱基的5' -OH加帽封死 (Capping),使其不再进一步参与反应;
5. Step5:将核苷亚磷酸酯氧化成更稳定的核苷磷酸酯 (即将三价磷氧化成五价磷)。
6. 重复进行Step1~Step5的循环,直至合成完所需的Oligo DNA序列。
7. 合成结束后,将Oligo DNA分子从CPG上切下,再进行进一步的纯化。

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        图1 Oligo DNA合成原理。N1代表第一个碱基,N2代表第二个碱基,依此类推。

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