Sanger 测序或链终止或双脱氧方法基于 DNA 聚合酶的两个特性:聚合酶合成单链 DNA 模板的精确正确的互补拷贝,并且它们可以使用 2',3'- 双脱氧核苷酸三磷酸 (ddNTP) 作为底物。双脱氧核苷酸的 3' 端缺少羟基并且只有氢,因此一旦该核苷酸在生长点被掺入链中,链的延长就会停止在 ddNTP 处并且不再充当链延长的底物。在实践中,使用 DNA 聚合酶 I 的 Klenow 片段,因为它不具有 5'- 3' 外切酶活性,这是完整酶的特性。所有 DNA 合成都需要引物,因此化学合成的寡核苷酸被用作引物,该引物退火到靠近需要测序的序列的位置。 (克列诺片段是大肠杆菌的DNA聚合酶I被蛋白酶枯草杆菌蛋白酶酶切时产生的一个大的蛋白质片段,它保留了5'→3'聚合酶活性和3'→5'外切酶活性,用于去除预编码核苷酸并进行校对,但失去了5'→3'外切酶活性,即引物去除活性)。