外显子组测序如何工作？

首先，让我们简要地看一下“外显子组”是什么。

在DNA中，有两种类型的核苷酸（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）序列；内含子和外显子。由于外显子是我们这里的重点，我们将更详细地讨论它们。

外显子代表表达区域。外显子之所以被称为外显子，是因为这是被表达的DNA链的区域或区域。当RNA形成以编码特定氨基酸时，它是被转录的外显子，它是保守的。这就是所谓的“成熟的mRNA”（成熟的信使RNA），之所以这样称呼，是因为只剩下真正构建蛋白质的序列。然后这种成熟的mRNA与tRNA（转移RNA）一起工作，它们会产生蛋白质。

人类基因组包含233,785个外显子，其中80%的长度小于200个碱基对。因此，如果整个人类基因序列是“基因组”，那么整个外显子组就是外显子组。

当一项研究调查或基因图谱想要对外显子组进行测序时，他们的意思是对特定人的整个人类外显子组进行测序。这个过程与全基因测序没有太大区别，只是目标选择（技术上称为“目标富集”）是一个重要部分。因为外显子只占基因中基因序列的2%，所以它们非常重要。但他们必须退出序列。

这通常在DNA片段化后以两种方式之一完成：基于阵列的富集：微阵列用于捕获外显子。微阵列是与目标基因片段相对应的寡核苷酸碎片在这些阵列上移动，它们找到了它们“匹配”的寡核苷酸，并粘在它们上面。允许它们被分离，然后使用PCR技术相乘。溶液内富集：这是由化学物质组成的节拍，一种寡核苷酸纳米颗粒，这些被称为“探针”。这些现在被引入遗传物质，很像微阵列，它们粘附在珠子表面。然后对其进行洗涤和纯化。允许DNA片段被倍增和测序。对于大约3.5个magbases，这是一个非常有效的解决方案。然而，所讨论的技术取决于手头测序技术的选择。

综上所述，最基本的DNA测序技术就是凝胶电泳，这是很多人都熟悉的。

结果如下所示：

这是由于电流导致DNA穿过凝胶板，凝胶板留下条带，因为它们以不同的速度移动。这是低效且耗时的，因此我们开发了更新的技术。

在现代高通量系统中，这是通过自动化过程完成的。两块玻璃板有96条DNA通道，电流通过它们，机器读取轨迹。比手动凝胶电泳快得多。

然而，较新的高通量系统使用Sanger测序，即将少量DNA放入试管中，结合引物和四个链终止核苷酸，这些核苷酸被染料标记，溶液经过多轮加热。溶液准备好后，用凝胶将其强制通过非常小的毛细管。根据它们的大小，它们以不同的速度穿过这些毛细血管。当它们穿过管子的末端时，会有一束激光照亮它们，让核苷酸结合的再见发光，形成一个序列，称为色谱图。

然后是下一代测序，以及许多不同的方法，SMRT测序、纳米孔测序、大规模并行特征测序、微流体系统等等。将这些视为许多Sanger音序器，它们都以不同的方式小型化并同时运行。它非常快速和高效。还有其他技术正在开发中。

一旦该过程完成，遗传学家/生物信息学家（在某些情况下）必须分析数据，这里的第一步是过滤原始读数，这是机器产生的原始数据。有些会被忽略，有些会被添加到遗传学数据库中，并且会在这个过程中被“修复”。 

全外显子组测序允许医学遗传学家、生物信息学家、分子生物学家，有时甚至是肿瘤学家，在给定基因中寻找可能导致特定疾病的特定突变。正如我上面所说的；外显子组可能只代表总基因序列的2%，但它负责所有蛋白质的形成。这意味着许多遗传疾病可以直接与外显子组相关。

虽然特定基因测序更省时，但通过全外显子组测序可以发现大量信息。随着高通量和下一代测序技术的不断成熟，我们将在更短的时间内看到外显子组测序的影响越来越大。这将使药物发现以更有效的速度发生。