古代DNA是指从古代标本中提取的DNA，比如骨骼材料、木乃伊化的组织或其他没有被专门保存以供进一步DNA分析的标本。

研究古代DNA是令人兴奋的，因为它可以为研究过去的进化点提供途径!DNA几乎可以从任何细胞中提取。然而，由于温度暴露、水暴露和其他因素，古代DNA会经历一定程度的降解。DNA样本越老，可能造成的损害就越大，但由于DNA分析技术的最新进展，即使是古老的DNA也可以使用下一代测序技术进行分析。由于这种破坏，PCR中的循环数量通常是有限的。在每个周期中，都有可能引入错误。

古代DNA的几个特征如下:(a)单链断裂，(b)交联，(c)碱基的氧化和水解修饰。

图1所示。古代DNA的几个特征如下:(a)单链断裂，(b)交联，(c)碱基的氧化和水解修饰。(Willerslev, E. and Cooper, A.， 2005, Proc.R.Soc.)B, 272, 3-16)

古代DNA特征

古代的DNA样本有一些共同的特征，这些特征是由它们所遭受的损害造成的。通过识别这些特征，我们可以从现代的污染DNA序列中识别出古代的DNA序列(例如，在实验室分析之前没有正确处理样本的人的DNA样本)。下面是一些通常用于下一代测序分析的古代DNA特征。

• 水解损失

水解损伤是糖主链受损的原因;它可能会导致单链断裂或DNA碱基丢失。当嘌呤(腺嘌呤或鸟嘌呤)丢失时，该事件被称为脱嘌呤．水解可使胞嘧啶转化为尿嘧啶，过程中释放氨。这个事件被称为脱氨基作用．脱氨作用也可发生在其他碱基(胞嘧啶、腺嘌呤或鸟嘌呤)。

• 碱基替换模式

在古代DNA样本中观察到常见的碱基替换模式。基地的替换C > T和G >与现代DNA样本相比，在古代DNA样本中被观察到的比例更高。然而，这些取代并不是沿着DNA分子均匀分布的。的C > TDNA分子的5'端是最常见的取代基，而DNA分子的5'端是最常见的取代基G >在DNA分子的3'端最常发现替换。

• 氧化损伤

氧化损伤是由电离辐射与DNA的直接相互作用或自由基(由电离辐射产生的水分子)与DNA的相互作用造成的，导致碱基的修饰。一些氧化损伤导致的损伤会阻断聚合酶，并通过“跳跃PCR”促进嵌合序列。

• 交联

交联可以发生在同一DNA链上的碱基之间，也称为链间交联，或者发生在DNA和其他分子之间，也称为分子间交联。在分子间交联中，DNA可以与另一个DNA链或蛋白质交联。交联可能会阻止内源性模板分子的扩增，但它也可以随着时间的推移稳定DNA分子，从而减少碎片。

• 碎片

如上所述，古代DNA积累了许多类型的损伤，包括链断裂和脱嘌子作用，这导致DNA分子的断裂。因为DNA链已经被片段化，所以在下一代测序样品制备步骤中，我们不需要将DNA样本暴露在进一步的片段化中。根据最近的研究，古代DNA片段的平均长度在50-150 bp之间。