Биополимерлерді секвенирлеу (белоктар мен нуклеин қышқылдары – ДНҚ және РНҚ) – олардың аминқышқылдарының немесе нуклеотидтер тізбегін анықтау (лат. sequentum – реттілік). Секвенирлеу нәтижесінде сызықтық макромолекуланың бастапқы құрылымының формальды сипаттамасы мәтін түріндегі мономерлер тізбегі түрінде алынады. ДНҚ-ның секвенирленген учаскелерінің өлшемдері әдетте 100 жұп нуклеотидтерден (next-generation sequencing) және Сенгер бойынша секвенирлеу кезінде 1000 жұп нуклеотидтерден аспайды. Қабаттасқан ДНҚ учаскелерінің секвенирленуі нәтижесінде гендер, тұтас гендер, жалпы мРНҚ немесе организмдердің толық геномдарының тізбектері алынады.

Секвенирлеу үшін Эдман, Сэнгер әдістері және басқалары қолданылады; қазіргі уақытта генді секвенирлеу үшін әдетте дидезоксинуклеозидтрифосфаттары (ddNTP) бар Сенгер әдісі қолданылады. Әдетте, секвенирлеу басталғанға дейін ДНҚ учаскесінің амплификациясы жүзеге асырылады, оның тізбегі ПТР көмегімен анықталуы керек. Толық геномды секвенирлеу әдетте жаңа ұрпақты секвенирлеу технологияларын (next-generation sequencing) қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Сенгер бойынша секвенирлеу. Дидезоксинуклеотидтік әдісті немесе «тізбекті үзу» әдісін Ф. Сенгер 1977 жылы ойлап тапты және қазіргі уақытта ДНҚ нуклеотидтер тізбегін анықтау үшін кеңінен қолданылады. Сенгер бойынша секвенирлеу кезінде ұзындығы 17–20 буынды синтетикалық олигонуклеотид секвенирленетін учаске тізбектерінің бірінің белгілі бір учаскесімен будандастырылады. Бұл олигонуклеотид матрицаны толықтыратын тізбек синтезінің бастамасы үшін 3'-гидроксил тобымен қамтамасыз ететін праймер болып табылады.

Праймер ерітіндісі төрт шыны түтікке бөлінеді, олардың әрқайсысында төрт дезоксинуклеотид: dATP, dCTP, dGTP және dTTP (біреуі радиоактивті изотоппен белгіленген) және төрт 2',3'-дидезоксинуклеотидтердің (ddATP, ddTTP, ddGTP немесе ddCTP) біреуі бар. Дидезоксинуклеотид өсіп келе жатқан тізбектердің қоспасындағы барлық позицияларға қосылады және оны қосқаннан кейін тізбектің өсуі бірден тоқтайды.

Нәтижесінде ДНҚ полимеразасының қатысуымен төрт шыны түтіктің әрқайсысында праймер тізбегін қамтитын әртүрлі ұзындықтағы олигонуклеотидтердің бірегей жиынтығы пайда болады. Әрі қарай, тізбектерді ажырату үшін шыны түтіктерге формамид қосады және төрт жолда полиакриламидті гельде электрофорез жүргізіледі. ДНҚ-ның секвенирленген сегментінің нуклеотидтер тізбегін «оқуға» мүмкіндік беретін радиоавтография жасалады.

Қазіргі заманғы нұсқада дидезоксинуклеотидтер төрт түрлі флуоресценттік бояғыштармен белгіленеді және ПТР бір түтікте өткізіледі. Содан кейін полиакриламидті гельдегі электрофорез кезінде гельдің белгілі бір жеріндегі лазер сәулесі бояғыштардың флуоресценциясын қоздырады және детектор қазіргі уақытта гель арқылы қандай нуклеотидтің қозғалатынын анықтайды. Қазіргі заманғы құрылғылар ДНҚ-ны секвенирлеу үшін капиллярлық электрофорезді пайдаланады.