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DNA 分子杂交(核酸探针)
晞薆窰
>《生物part》
2018.09.11
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DNA分子杂交的基础是,具有
互补碱基
序列的
DNA分子
,可以通过
碱基对
之间形成
氢键
等,形成稳定的
双链
区。在进行DNA分子杂交前,先要将两种生物的DNA分子从细胞中提取出来,再通过加热或提高pH的方法,将双链DNA分子分离成为单链,这个过程称为变性。然后,将两种生物的DNA单链放在一起杂交,其中一种生物的DNA单链事先用
同位素
进行标记。如果两种生物DNA分子之间存在互补的部分,就能形成双链区。由于同位素被检出的灵敏度高,即使两种生物DNA分子之间形成百万分之一的双链区,也能够被检出。
分类学上不同物种的
DNA分子
之间可以进行
分子杂交
,但是,远缘物种的DNA分子之间进行
杂交分子
的可能性远比近缘物种的要小得多。例如,细菌与
真核细胞
DNA分子之间形成杂交分子的可能性很小;不同细菌的 DNA分子之间杂交时,能形成某些互补片段;人的DNA分子与小鼠的 DNA分子之间杂交时,只有少量的人DNA单链和小鼠DNA单链能形成杂交分子,而且只是部分
碱基配对
。
。但是,人与鼠之间的DNA 杂交分子的形成,比人与酵母之间
DNA杂交
分子的形成要容易。在
生物进化
过程中,DNA中的
碱基
序列也发生了变化。两种生物的DNA单链之间互补程度越高,通过分子杂交形成双螺旋片段的程度也就越高,二者的亲缘关系就越近;反之,亲缘关系就越远。所以,可以通过
DNA分子杂交技术
来鉴定物种之间亲缘关系的远近。
分子杂交技术:
互补的
核苷酸序列
通过Walson-Crick
碱基配对
形成稳定的杂合
双链
分子
DNA分子
的过程称为杂交。杂交过程是高度特异性的,可以根据所使用的探针已知序列进行特异性的靶序列检测。
杂交的双方是所使用探针和要检测的核酸。该检测对象可以是
克隆化
的基因组DNA,也可以是细胞总DNA或总RNA。根据使用的方法被检测的核酸可以是提纯的,也可以在细胞内杂交, 即细胞
原位杂交
。探针必须经过标记,以便示踪和检测。使用最普遍的探针
标记物
是
同位素
, 但由于同位素的安全性,近年来发展了许多非
同位素标记
探针的方法。
核酸分子杂交
具有很高的灵敏度和高度的特异性,因而该技术在分子生物学领域中已广泛地使用于克隆
基因
的筛选、
酶切图谱
的制作、
基因组
中特定基因序列的定性、定量检测和疾病的诊断等方面。因而它不仅在分子生物学领域中具有广泛地应用,而且在临床诊断上的应用也日趋增多。
形象地说:
我给你做个比喻,希望对你理解有帮助。将宿主DNA(一般做克隆是有很多宿主DNA)比喻成很多还没装锁的“门”,而你希望插入宿主DNA上(或替换掉一段序列)的
目的基因
比做是一把特定的“锁”,而这个
基因探针
就是能开那把锁唯一的“钥匙”。如果你能用“钥匙”打开某个“门”,说明“锁”已经装上了。也就是说如果能检测到杂交信号,说明目的基因已经接到
宿主
DNA上了。
杂交的原理就是碱基互补配对:
至于怎么看出来是否杂交上,这个是要在探针上做标记(标记可以有很多种,生物的、荧光的、
放射性
的等等),杂交后是要洗脱的,只有这种特异性的杂交才被保留下来,再通过检测探针上的标记来看出是否杂交上。比如上面的“钥匙”,就像你用一串的“钥匙”去试,但你可以先在要的那个“钥匙”上做个标记,你不要认识“钥匙”的齿(这里的齿你可以想像成探针的序列),只要认识“钥匙”上的标记就行。
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