分子生物学核酸分子杂交
分子生物学检验技术
分子生物学检验技术分子生物学检验技术是一种用于研究和分析生物分子如DNA、RNA和蛋白质的技术手段,广泛应用于生命科学研究、医学诊断、药物研发等领域。
它的发展给生物学和医学研究带来了革命性的变化,为人类健康和疾病治疗提供了重要手段。
分子生物学检验技术有多种方法,其中最常见的包括:聚合酶链反应(PCR)、核酸杂交、DNA测序、蛋白质电泳等。
这些技术在生物学研究和医学诊断中发挥着重要作用。
聚合酶链反应(PCR)是一种通过体外扩增DNA片段的技术。
它利用DNA聚合酶酶和引物,通过多次循环反应,在较短的时间内扩增出大量目标DNA片段。
PCR技术广泛应用于基因检测、病原体检测、遗传疾病筛查等领域。
核酸杂交是一种通过互补配对原理来检测目标序列的技术。
它利用标记的探针与待测样品中的目标DNA或RNA序列互相结合,通过检测探针的标记物来确定目标序列的存在与否。
核酸杂交技术广泛应用于基因表达研究、病原体检测、基因定位等领域。
DNA测序是一种确定DNA序列的技术。
它通过化学或物理方法对DNA 分子进行断裂、扩增和测序,最终确定DNA的碱基序列。
DNA测序技术是基因组学研究的重要工具,也是研究基因突变、病因分析等领域的基础。
蛋白质电泳是一种通过电场作用使蛋白质在凝胶中分离的技术。
它根据蛋白质的大小、电荷和结构差异,将混合样品中的蛋白质分离成不同的条带,从而实现对蛋白质的分析和检测。
蛋白质电泳技术广泛应用于蛋白质组学研究、疾病标志物筛查等领域。
除了上述常见的技术,分子生物学检验技术还包括许多其他方法,如基因芯片技术、原位杂交技术、蛋白质质谱等。
这些技术在不同领域有着特定的应用,为科学研究和医学诊断提供了更多的手段和思路。
分子生物学检验技术的发展不仅推动了科学研究的进展,也在医学诊断和治疗中发挥着重要作用。
例如,在基因检测中,通过分子生物学检验技术可以检测人体携带的致病基因,帮助人们了解自己的遗传状况,预防或早期干预遗传性疾病。
核酸分子杂交名词解释
核酸分子杂交名词解释核酸分子杂交是一种重要的分子生物学技术,用于研究核酸的结构、功能和相互作用,并在基因克隆、基因表达调控等领域具有广泛的应用。
以下是与核酸分子杂交相关的重要名词的解释:1. 核酸分子杂交(Nucleic Acid Hybridization):指将两个不同的核酸分子(DNA或RNA)通过互补的碱基配对形成双链结构的过程。
核酸分子杂交可用于分析DNA或RNA的序列、测定基因表达水平以及检测特定的核酸序列。
2. 探针(Probe):一条含有特定序列的标记化核酸分子,用于与目标序列进行杂交。
探针通常由放射性核素、荧光染料或酶等标记物标记,以便于在实验中检测其位置和数量。
3. 靶标(Target):指待被杂交的目标核酸分子,它可以是DNA或RNA,含有待检测或待分析的特定序列。
靶标可以来自于生物样品,如组织、细胞或血清等。
4. 互补序列(Complementary Sequence):两条核酸分子间相互配对的碱基序列。
在DNA分子中,腺嘌呤(A)与鸟嘌呤(G)通过双氢键相互配对,胸腺嘧啶(T)与胞嘧啶(C)相互配对;在RNA分子中,腺嘌呤(A)与尿嘧啶(U)相互配对,胸腺嘧啶(T)与胞嘧啶(C)相互配对。
5. 杂交化(Hybridization):指探针与靶标间通过互补序列形成双链结构的过程。
杂交化通常需要一定的时间和温度条件,以保证探针和靶标的互补碱基序列能够正确配对。
6. 杂交化条件(Hybridization Conditions):影响探针和靶标杂交的因素,包括温度、盐浓度、引物浓度、溶液pH值等。
不同的杂交化条件可选择性地控制互补序列的结合和分离,从而改变杂交的特异性和灵敏度。
7. 杂交化信号(Hybridization Signal):当探针与靶标杂交时,由于探针上的标记物,如放射性同位素或荧光染料的发光、发射或放射活性,而产生的信号。
通过检测杂交化信号的强度和位置,可以确定探针与靶标的结合情况,以及目标序列的存在与数量。
核酸的杂交(分子生物学)
⑤ 离子强度(盐浓度):适当的离子强度可中和核酸 分子上磷酸基团所带的负电,减少双链间的静电斥 力,有利于复性。离子强度过高则不利于复性。
三。核酸杂交概念:
利用变性作用将DNA双链分开,加入不同 来源的DNA单链或RNA链,经过退火处 理,不同来源的两条多核苷酸链依靠碱 基互补关系形成杂种双螺旋的过程。
核酸分子氢键断裂,双链分开。
(2)热、酸、碱、化学试剂(如:尿素、甲酰胺、甲醛等)。 变性的核酸分子失去了生物活性,同时理化性质也随之改变, 其紫外吸收值(A260)也随之升高。可用紫外吸收的变化来跟 踪DNA的变性过程。以A260吸收值对应温度作图,得到DNA的 变性曲线或熔解曲线。
1.特点 1)增色效应:在260nm紫外吸收 值升高。 2)Tm值改变 3)粘度下降、比旋度下降、沉降 系数升高。 4)生物活性丧失。
4。离子强度(盐浓度):适当的离子强 度可中和核酸分子上磷酸基团所带的负电, 减少双链间的静电斥力,有利于杂交。离 子强度过高过低则不利于杂交。
5。核酸分子:分子越大,越复杂,杂交 难度大,杂交也慢。分子越小,易杂交。
第二节 核酸探针 一、探针的概念 • 核酸探针的概念
• 指能与特定核苷酸序列发生特异互补杂 交,杂交后又能被特殊方法检出的已知 被标记的核苷酸链
核酸的杂交
核酸杂交基本类型
1。Southern blot
2. Northern blot
3. Western blot
应用:克隆筛选、特定基因序列测定。
3.
RNA
1) DNA杂交—探针为DNA
2) RNA杂交—探针为DNA或cDNA
医学分子生物学 7 分子生物学常用技术
5′
3′
*********G —OH
*********C T T A A — P
3′
5′
5′
3′
P A A T T C*********
OH— G*********
3′ 5′
EcoR I: dATP+ [α-32P]-dTTP
19
根据反应原理确定同位素反应底物名称
• DNA的切口平移标记法 • 随机引物标记法 • DNA的3′末端标记
• 极高的特异性
缺点 半寿期短, 故要随用随标 放射性污染
9
1. DNA探针放射性标记方法
(1) 切口平移标记法 (2) 随机引物标记法 (3) PCR标记法 (4) 5′-末端标记 (5) 3′-末端标记
10
(1) DNA的切口平移标记法
5′
3 ′ 双链DNA
3′
5′
DNase I,Mg2+
② 反应产物的长度与加入的寡核苷酸引物的量呈反比。
当需要较长片段探针,可适当减少随机引物的加入量。
③ 所得到的标记产物为新合成的DNA单链。当采用单链
DNA片段或RNA作为模板时,必须注意得到的标记探针并 不是其本身.
④ 反应条件要控制在pH值6.6,抑制Klenow DNA聚合酶
的3′-5′外切酶的活性。
第七章 分子生物学常用技术
1
第一节 核酸分子杂交
2
*核酸分子杂交:
具有一定互补序列的不同来源的核苷酸单 链在一定条件下按照碱基配对的原则形成
杂交双链的过程。
实质: 核酸分子的变性与复性过程
变性:将双链DNA分子解聚成为单链的过程 复性:使单链聚合成双链的过程,又称为退火. 特点:高度特异性和灵敏性 杂交的双方: (靶,target) --待测序列
核酸杂交技术的原理和应用
核酸杂交技术的原理和应用介绍核酸杂交技术是一种利用互补配对原理来检测和分析核酸序列的重要技术。
它广泛应用于基因组学、遗传学、分子生物学和生物医学等领域。
本文将介绍核酸杂交技术的原理和应用,并通过列点方式详细解释。
核酸杂交技术的原理1.互补配对原理:核酸分子由碱基组成,DNA分子中的腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)以及鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)之间可以形成互补配对,RNA 分子中的腺嘌呤(A)和尿嘧啶(U)以及鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)之间也可以形成互补配对。
核酸杂交技术利用这种互补配对原理,根据核酸序列的互补性进行分析。
2.杂交反应:核酸杂交反应是指两条互补的核酸序列在合适的条件下发生结合。
在适当的盐浓度和温度下,核酸链会解开,使碱基的互补配对能够进行。
通过控制反应条件,可以选择性地使核酸链发生杂交反应,从而检测特定的核酸序列。
3.标记物的应用:核酸杂交技术通常需要使用标记物来检测杂交反应的结果。
常用的标记物包括放射性同位素、荧光染料和酶等。
这些标记物可以与杂交的核酸序列结合,通过测量标记物产生的放射性、荧光或酶活性变化来分析核酸杂交反应的结果。
核酸杂交技术的应用1.基因组学研究:核酸杂交技术在基因组学研究中发挥了重要作用。
通过杂交探针,可以检测到不同组织和生物体中的特定基因表达情况,从而深入研究基因调控网络和功能。
此外,核酸杂交技术还可以用于研究基因组的结构和变异。
2.遗传学分析:核酸杂交技术是遗传学分析的重要工具之一。
通过对不同个体的核酸序列进行杂交反应,可以检测到基因型差异和基因变异等关键信息。
这对于遗传性疾病的诊断和研究具有重要意义。
3.分子生物学研究:核酸杂交技术在分子生物学研究中也得到了广泛应用。
它可以用于检测、定位和分析特定核酸序列,从而揭示细胞和分子水平上的生物学过程。
例如,在研究基因表达调控、蛋白质合成和RNA修饰等方面,核酸杂交技术发挥了重要作用。
4.生物医学应用:核酸杂交技术在生物医学领域也有广泛的应用。
核酸杂交的基本原理
核酸杂交的基本原理核酸杂交是分子生物学中常用的一种实验技术,它通过互补配对的原理,可以检测、分离和定量DNA或RNA分子。
核酸杂交技术的基本原理是利用互补配对的性质,使两条核酸链在一定条件下结合形成双链分子,从而实现对特定核酸序列的检测和分析。
在核酸杂交实验中,通常会使用探针和靶序列两种核酸分子。
探针是一段已知序列的标记核酸,可以是DNA或RNA,它的序列与待检测的靶序列互补。
靶序列则是待检测的未知核酸序列。
通过将探针与待检测的核酸样品混合反应,利用互补配对的原理,探针会与靶序列结合形成双链分子。
通过检测探针标记的信号,就可以确定样品中是否含有特定的核酸序列。
核酸杂交的基本原理可以用来进行多种实验,包括Southern blotting、Northern blotting、原位杂交等。
其中Southern blotting是用来检测DNA序列的技术,Northern blotting则是用来检测RNA序列的技术,而原位杂交则可以在细胞或组织中直接检测特定的核酸序列的位置和表达水平。
在核酸杂交实验中,一些重要的因素会影响杂交反应的效果。
首先,温度是一个关键因素,通常在适宜的温度下可以使探针和靶序列充分杂交。
其次,盐的浓度也会影响杂交反应的效果,适当的盐浓度可以提高杂交的特异性和灵敏度。
此外,杂交时间和探针的浓度也会对实验结果产生影响,需要根据具体的实验目的进行优化。
总的来说,核酸杂交技术是一种重要的分子生物学实验技术,它利用核酸分子的互补配对原理,可以实现对特定核酸序列的检测和分析。
在实验设计和操作过程中,需要注意各种因素对杂交反应的影响,以确保实验结果的准确性和可靠性。
通过对核酸杂交技术的理解和应用,可以更好地开展分子生物学研究和临床诊断工作。
核酸分子杂交概念解释
核酸分子杂交概念解释
核酸分子杂交是指两条核酸链(通常是DNA或RNA链)通过互相结合,形成一个稳定的双螺旋结构的过程。
这种结合是通过碱基间的氢键形成的,碱基之间的配对是高度选择性的。
DNA分子的碱基配对规则是腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)之间形成两个氢键,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之间形成三个氢键。
核酸分子杂交在生物学和分子生物学中有许多应用,其中最为著名的是分子杂交技术(molecular hybridization technique)。
这一技术可用于检测和分析DNA或RNA 的序列相似性,以及研究基因表达、基因组结构等方面。
以下是核酸分子杂交的一些关键概念:
1. 碱基配对:核酸分子的稳定性来自于两条链之间的碱基配对。
在DNA中,A与T 形成两个氢键,G与C形成三个氢键。
RNA中的规则类似,但是T被替换为尿嘧啶(U)。
2. 选择性:核酸分子杂交的过程是高度选择性的,只有符合碱基配对规则的两条链能够结合。
这种选择性是生物体内DNA复制和RNA转录的基础。
3. 热力学稳定性:杂交的稳定性受到环境条件的影响,尤其是温度。
高温通常会导致核酸分子的解离,而低温则有助于形成更稳定的双链结构。
4. 杂交实验:分子生物学中的分子杂交实验利用了核酸分子的互补配对性质。
例如,通过将待测的DNA或RNA与已知序列的标记分子杂交,可以用于检测目标序列的存在、测定相对丰度等。
5. 应用领域:核酸分子杂交技术在基因克隆、基因检测、DNA指纹分析等方面有广泛应用,为研究生物学和遗传学提供了重要工具。
核酸分子杂交技术
核酸分子杂交技术
核酸分子杂交技术是一种用于检测和分析核酸特异性的分子生物学技术。
它可以检测和分
析特定的基因或基因产物,如RNA或DNA,以及其他特定的核酸分子,如转录因子、调控
因子等。
核酸分子杂交技术可以用来确定特定基因的存在、结构和功能,也可以用来检测
和鉴定病毒、细菌和其他微生物的存在。
核酸分子杂交技术的基本原理是,将两个不同的核酸分子(称为“杂交物”)混合在一起,使它们能够结合在一起。
这种结合是由特定的碱基对结合所决定的,也就是说,只有具有
相同的碱基序列的两个核酸分子才能结合在一起。
结合后的核酸分子杂交物可以被检测到,从而可以用来确定特定核酸分子的存在。
核酸分子杂交技术可以用来检测和分析特定基因的存在、结构和功能,也可以用来检测和
鉴定病毒、细菌和其他微生物的存在。
在肿瘤学研究中,核酸分子杂交技术可以用来检测
肿瘤细胞中特定基因的表达水平,从而可以帮助医生更好地诊断和治疗患者。
此外,核酸
分子杂交技术还可以用来研究基因调控,以及研究基因突变对基因表达的影响。
核酸分子杂交技术的应用非常广泛,可以用来研究基因、蛋白质和其他生物分子,以及病毒、细菌和其他微生物。
它可以用来诊断和治疗疾病,以及研究基因调控和基因突变对基
因表达的影响。
总之,核酸分子杂交技术是一种重要的分子生物学技术,在医学、生物学和其他领域都有
着广泛的应用,可以用来检测和分析特定的基因、病毒和其他微生物,并且可以用来研究
基因调控和基因突变对基因表达的影响。
核酸分子杂交
59 59
marker 样品
转膜
凝胶
膜
滤纸 滤纸
marker 样品
Western
蛋白质 样品
聚丙烯酰胺凝胶电泳
缓冲液
marker
样品
marker 样品
一抗
二抗
X胶片 曝光
marker 样品
53 53
(二)Northern Blot
是指待测RNA样品经 电泳分离后转移到固相支 持物上,然后与标记的核 酸探针进行固-液相杂 交,检测RNA (mRNA)的方法。
➢ 样品是RNA。
➢ 电泳前,不酶切。
➢ 电泳前,样品变性。
➢ 电泳过程中,样品保 持变性状态。
➢ 电泳后,样品不再变 性,直接转膜。
2. 复性过程:
(1)单链分子间碰撞形成局部双链
(2)局部双链周围的碱基如不配对时,双链重新解离
(3)局部双链周围的碱基如配对,则形成中心序列
(4)形成完整的双链分子
13
复性过程中的碱基配对
14
Hybridization
15
❖ 具有互补序列的两条单链核酸都可互补形成双 链,如:DNA/DNA、RNA/DNA、RNA/RNA、寡 核苷酸/DNA和寡核苷酸/RNA,该特性是体外杂 交技术的基础。
EE
E
EE H
E H
DNA片段:
(最长的DNA片段控制在大约2 kb)
38
2.待测DNA样品的电泳分离
12
2000
1000 750 500
250 100
0.8 ~ 1% 非变性琼脂糖凝胶
常用的分子生物学基本技术核酸分子杂交技术
常用的分子生物学基本技术核酸分子杂交技术由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的灵敏性,它已成为分子生物学中最常用的基本技术,被广泛应用于基因克隆的筛选,酶切图谱的制作,基因序列的定量和定性分析及基因突变的检测等。
其基本原理是具有一定同源性的原条核酸单链在一定的条件下(适宜的温室度及离子强度等)可按碱基互补原成双链。
杂交的双方是待测核酸序列及探针(probe),待测核酸序列可以是克隆的基因征段,也可以是未克隆化的基因组DNA和细胞总RNA。
核酸探针是指用放射性核素、生物素或其他活性物质标记的,能与特定的核酸序列发生特异性互补的已知DNA或RNA片段。
根据其来源和性质可分为cDNA探针、基因组探针、寡核苷酸探针、RNA探针等。
固相杂交固相杂交(solid-phasehybridization)是将变性的DNA固定于固体基质(硝酸纤维素膜或尼龙滤膜)上,再与探针进行杂交,故也称为膜上印迹杂交。
斑步杂交(dot hybridization)是道先将被测的DNA或RNA变性后固定在滤膜上然后加入过量的标记好的DNA或RNA探针进行杂交。
该法的特点是操作简单,事先不用限制性内切酶消化或凝胶电永分离核酸样品,可在同一张膜上同时进行多个样品的检测;根据斑点杂并的结果,可以推算出杂交阳性的拷贝数。
该法的缺点是不能鉴定所测基因的相对分子质量,而且特异性较差,有一定比例的假阳性。
印迹杂交(blotting hybridization)Southern印迹杂交:凝胶电离经限制性内切酶消化的DNA片段,将凝胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至硝基纤维素膜或其他固相支持物上,经干烤固定,再与相对应结构的已标记的探针进行那时交反应,用放射性自显影或酶反应显色,检测特定大小分子的含量。
可进行克隆基因的酶切图谱分析、基因组基因的定性及定量分析、基因突变分析及限制性长度多态性分析(RELP)等。
Northern印迹杂交:由Southerm印杂交法演变而来,其被测样品是RNA。
名词解释核酸分子杂交
名词解释核酸分子杂交
核酸分子杂交是一种分子生物学技术,它可以将两个不同的核酸类型(如DNA和RNA)连接起来,以便更好地理解和控制生物体的行为和机制。
它可以用于分子诊断,如研究细菌和病毒的抗药性,检测DNA的状态等。
核酸分子杂交是一种常见的实验室技术,它可以帮助科学家们更好地理解和控制生物体的行为和机制。
它是通过利用酶来将不同核酸分子杂交成单一碱基对的。
它主要有两种方法:可催化性核酸分子杂交和不可催化性核酸分子杂交。
可催化性核酸分子杂交一般是在受体和发起者的酶的联合作用
下完成的。
受体和发起者的共同作用使得合成的核酸片段可以和模板片段自动结合,从而形成混合的碱基对。
不可催化性核酸分子杂交涉及将两种不同的核酸分子直接结合,使模板片段和合成片段形成混合碱基对。
它主要利用特殊的化学试剂,即烷基硫醇,能够与不同核酸分子结合形成一个桥接,将它们连接在一起形成一个碱基对。
核酸分子杂交技术也得到了广泛的应用,可用于检测细菌和病毒的抗药性,检测DNA的状态。
它可以帮助科学家识别致病菌的聚集蛋白,而聚集蛋白可以作为靶基因,从而获得新的抗药性菌株。
此外,核酸分子杂交技术还可用于构建和支持生物工程的项目,这些项目需要允许调整和重新组合指定的基因,以多样化产品的特性,进而提高治疗效果。
最后,核酸分子杂交技术在当今生物学界发挥着重要作用,已经成为一种基础技术。
它为科学家们提供了一种灵活的方法来控制和理解生物系统的行为和机制,从而为更好地实现治疗效果提供了有力的保障。
简述核酸分子杂交的原理及其应用
简述核酸分子杂交的原理及其应用核酸分子杂交是指两条互补的核酸链通过碱基配对形成稳定的双链结构的过程。
核酸分子杂交的原理是基于核酸序列的互补性。
核酸由四种碱基(腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鸟嘌呤G和胞嘧啶C)组成,互补碱基对的配对规则是A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键。
根据这一互补规则,核酸链可以通过碱基配对形成双链结构。
核酸分子杂交的应用主要有以下几个方面:1.分子生物学研究:核酸杂交是分子生物学研究中常用的技术手段之一、通过核酸杂交可以检测目标序列的存在、定位和表达。
例如,可以将标记有荧光等探针的核酸与靶序列杂交,然后通过荧光显微镜观察杂交信号来确定目标序列的位置和表达水平。
2.基因诊断:核酸杂交可以用于诊断病原体感染、遗传性疾病等。
例如,通过核酸杂交可以检测病毒、细菌或寄生虫的核酸序列,从而判断感染情况并确定感染的病原体。
此外,也可以通过核酸杂交检测染色体异常、基因突变等与遗传性疾病相关的DNA变异。
3.基因工程:核酸杂交在基因工程中广泛应用。
一种常见的应用是基因克隆,通过将DNA片段与载体DNA进行杂交,可以将目标基因克隆进入载体中,从而进一步进行基因的表达和功能研究。
此外,核酸杂交也可以用于检测基因表达的调控机制,如通过RNA杂交技术确定RNA的稳定性和降解速率。
4.农业生产:核酸杂交在农业领域有着广泛的应用。
通过核酸杂交技术,可以进行基因型鉴定和遗传背景分析,从而筛选适应性更强、产量更高、病虫害抗性更强的作物品种。
此外,还可以通过核酸杂交技术对转基因作物进行检测,以确保农产品的质量和安全性。
总之,核酸分子杂交是一种重要的实验技术,可以用于核酸序列的检测、基因诊断、基因工程和农业生产等领域。
随着分子生物学和基因工程的发展,核酸分子杂交技术在生命科学研究和应用中的作用将越来越重要。
核酸分子杂交的方法及其在医学检验中的应用
核酸分子杂交的方法及其在医学检验中的应用核酸分子杂交技术及其在医学检验中的应用核酸分子杂交技术是一种技术,可以用来检测和识别特定的基因,查明个体与被研究物之间的关系。
在过去的几十年里,它已经被广泛应用于疾病诊断、环境检测和发现新基因等领域,基本上都要求快速、灵敏和特异性的检测结果,以及定性和定量的研究结果,而这一切都可以通过核酸分子杂交技术来实现。
本文综述其基本原理、步骤、优缺点以及在医学检验中的应用。
一、核酸分子杂交的基本原理核酸分子杂交技术(in situ hybridization, ISH)是一种用来识别和检测特定的基因序列的分子生物学技术,通常用于染色体分析,可以发现特定基因所在的细胞和组织。
它是根据两种相互作用的核酸分子之间结合的原理工作,即“杂交”。
在杂交反应中,一条条的核酸分子(DNA或RNA)互相结合,形成特定的结构,从而在某些非常特异的情况下进行识别。
另外,通过应用适当的荧光技术,可以直观地观察和显示杂交反应。
二、核酸分子杂交技术的步骤核酸分子杂交技术包括以下几个步骤:(1)样本准备。
样本准备是研究时的第一步,在这一步骤中研究者根据自己的研究需求,选择合适的样本。
(2)核酸分离。
在核酸分离步骤中,由于核酸是微小的,因此需要采用特殊的技术来从样本中分离出核酸,而这些技术通常是PCR,即聚合酶链反应,用于提高核酸的灵敏度。
(3)核酸杂交。
在核酸杂交的步骤中,首先,将抗体结合到探针中,然后将探针与样本中的核酸结合起来,形成双螺旋构型,从而实现特异性识别。
(4)信号分析。
在信号分析步骤中,需要对样本中的核酸进行鉴定,以及检测所测试的核酸是否核苷酸序列正确的特定目的。
最常见的技术是利用基因组芯片,通过它们可以对大量的基因进行组合扩增,从而识别、分析和检测出特定基因。
三、核酸分子杂交技术的优缺点(1)优点核酸分子杂交技术有很多优点,如:(1)操作简单,容易实现自动化,可以提高生产效率;(2)能够检测出对特定基因的非常特异性的序列;(3)可以测定大量基因,使得研究者可以更容易地进行基因组学研究;(4)技术可以检测出胞内和蛋白质的体外表达;(5)核酸分子杂交技术的发展使得药物研发有了新的思路和突破,可以更加准确高效地展开新药的研发。
分子生物学研究方法(下)核酸分子杂交技术
增色效应( 增色效应(二)
• 增色效应可以作为DNA变性的指标 增色效应可以作为DNA DNA变性的指标 • 不同来源DNA的变化不一,如大肠杆菌 不同来源DNA的变化不一, DNA的变化不一 DNA经热变性后 经热变性后, 260nm的吸光度值 DNA经热变性后,其260nm的吸光度值 可增加40%以上,其它不同来源的DNA 可增加40%以上,其它不同来源的DNA 40%以上 溶液的增值范围大多在20 30%之间 20- 之间。 溶液的增值范围大多在20-30%之间。
DNA变性曲线(二)
6.DNA的复性 6.DNA的复性
• 复性概念: (1)复性概念:指变性 DNA 在适当条 件下, 件下,二条互补链全部或部分恢复到天然双 螺旋结构的现象,它是变性的一种逆转过程。 螺旋结构的现象,它是变性的一种逆转过程。 热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性, 热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性, DNA一般经缓慢冷却后即可复性 此过程称之为“ 退火” annealing)。 此过程称之为“ 退火”(annealing)。
2)DNA的(G+C)含量 DNA的 G+C)
• 在溶剂固定的前提下,Tm值的高低取决于 在溶剂固定的前提下,Tm值的高低取决于 DNA分子中的 G+C)的含量。 分子中的( DNA分子中的(G+C)的含量。 • (G+C)含量越高,G-C 碱基对越多,Tm值越 G+C)含量越高, 碱基对越多,Tm值越 高。因G-C碱基对具有3对氢键,而A-T碱基对 碱基对具有3对氢键, 只有2对氢键,DNA中 G+C) 只有2对氢键,DNA中(G+C)含量高显然更能 增强结构的稳定性, 间氢键需比A 增强结构的稳定性,破坏 G-C间氢键需比A-T 氢键付出更多的能量, G+C)含量高的DNA DNA, 氢键付出更多的能量,故(G+C)含量高的DNA, 其变性Tm也高。 Tm也高 其变性Tm也高。
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• 核酸探针( probe ):带有可检测标记的已 知序列的互补DNA或RNA片段。通常用 核素或非核素示踪标记。
第一节 第二节 第三节
核酸分子杂交的基本原理 核酸探针 核酸分子杂交技术
第一节 核酸分酸溶液的pH低于3或高于10时,核酸 的双链可以完全打开成为单链核酸分子;
• 在分子杂交中最常用的核酸变性方法是碱 变性(因为核酸的载体物如凝胶或膜对热 不稳定)
(3)化学试剂变性
• 当核酸溶液中含有一定浓度的化学试剂 如尿素、甲酰胺、甲醛等时,双链间的 氢键可以断裂形成单链核酸分子
2.变性的因素: 加热、酸、碱、某些理化试剂(如尿素、甲酰胺)
增色效应(hyperchronic effect):核酸变性时,紫外吸收值 A260随之升高的现象。
变性的因素
• 除物理、化学因素外,DNA分子的组成 也影响变性。最主要的是DNA分子中GC 的含量,GC含量高的DNA不易变性,而 AT含量高的DNA容易变性。
寡核苷酸探针:常为18-30bp
双链探针:包括基因组DNA探针和筛选…标记或者经RT- PCR法
生成,mRNA → cDNA链→PCR扩增
单链探针:包括单链DNA探针和单链RNA探针。
核酸探针标记方法
放射性标记核酸探针:
放射性同位素的选择:
• 32P 优点:放射比活度高 缺点:半衰期短(14.3D)、散射严重
• 另外环状DNA比线性DNA难于变性。
3.常用变性方法 (1)热变性
Tm=(G+C)%×0.41+69.3
DNA的熔解曲线
Tm值(melting temperature):热变性时,50%DNA分子变性的温 度。又叫解链温度、熔解温度。
热变性
• 当温度<70℃,DNA几乎不变性; • 当温度介于70~90℃时,DNA部分变性; • 当温度>90℃,DNA完全变性; • 当温度>100℃,DNA双链分离; • 通常核酸的变性温度可选在90~100℃之间。
–
50%甲酰胺溶液:杂交反应温度为42℃
甲酰胺是一种变性剂,能干扰碱基堆积力和氢键的形成, 降低核酸杂交的Tm值,50%的甲酰胺可以使Tm降低30℃
寡核苷酸探针杂交反应 Tm=4 ℃×G + C)+ 2℃×(A + T)
杂交反应温度为 Tm - 5 ℃
变性、复性、杂交示意图
变性
复性
探针
四、预杂交(prehybridization)
第二节 核酸探针
probe:带有可检测标记的已知DNA或RNA片段,用于
检测待测样品中的靶核酸序列。
➢ 核酸探针的类型 ➢ 核酸探针的标记方法 ➢ 核酸探针的检测
核酸探针的类型
按化学本质分:DNA探针 RNA探针
按标记物分:放射性标记探针 非放射性标记探针
按分子大小分:寡核苷酸探针 双链探针 单链探针
二、复性(renaturation)
概念:在适当条件下,变性DNA的两条互补单链通过碱基互 补配对原则重新缔合,形成双链的过程(又称杂交)。
热变性后,缓慢降低温度至比Tm值低20-30℃时,变性
的单链DNA可恢复其双链结构,称为退火(annealing)。
相似的复性或杂交反应可以发生在任何具有互补核苷酸 顺序的两条核酸链之间,如DNA/DNA,DNA/RNA,RNA/RNA 或人工合成的寡核苷酸片段与DNA、RNA等。
周坤福
核酸分子杂交
(nucleic acid molecular hybridization)
• 是指具有互补序列的两条核酸单链在一 定条件下按碱基配对原则形成双链的过 程。
• 杂交双方分别称为探针与待测核酸。 • 杂交分子:杂交后形成的异源双链分子
核酸分子杂交技术
• 是指用标记的已知DNA或RNA片段检测 样品中未知核酸序列,通过碱基互补配 对原则发生同源性结合,再经显影或显 色的方法,将结合的核酸序列的位置或 大小显示出来。
影响复性的因素:
❖ 单链核酸的起始浓度 ❖ 核酸链长度(分子量) ❖ 核酸分子的复杂性,即核酸分子中不同序列的总长度 ❖ 温度 ❖ 离子强度
三、杂交(hybridization)
1.概念: 来源不同的两条单链核酸分子通过碱基互补可形成异源
双螺旋。如DNA/DNA、DNA/RNA、RNA/RNA杂交分子。
例如,一个长度为500bp的探针,(G+C)含量为 50%,杂交体系中含5 X SSC(0.75mol/L Na+)和50%甲 酰胺,则其Tm值为:
Tm=81.5℃ + (-2.07) + 20.5 – 1 – 30.5=68.4 ℃
杂交温度应:68.4 ℃ - 25 ℃=43.2 ℃
–实际的杂交反应中,水溶液:杂交反应温度为68℃
• 具有互补序列的两条单链核酸分子在一 定条件下(适宜的温度及离子强度等) 碱基互补配对结合,重新形成双链;在 这过程中,核酸分子经历了变性和复性 的变化,以及复性过程中各分子间键的 形成和断裂等。
一、变性(denaturation)
1.概念: 在某些理化因素的作用下,核酸双链分子碱基对的氢键
断裂,疏水作用被破坏,有规则的结构被破坏,双股螺旋 (NDA)或发夹结构(RNA)打开,形成单链分子。
1.概念:为了减少探针与膜等的非特异性结合,在杂交前用 封闭物将这些非特异性位点封闭,该过程称为预杂交。
2.常用的封闭物: (1)变性的非特异性DNA,如鲑鱼精子DNA、小牛胸腺DNA, 又称为覆盖DNA。 (2)高分子化合物:一般常用Denhardt溶液,包括聚乙烯吡 咯烷酮、小牛血清白蛋白、聚蔗糖400
2.影响核酸分子杂交的因素:
• 核酸分子的浓度和长度 • 温度 • 离子强度 • 变性剂(甲酰胺) • 核酸分子的复杂性 • 非特异性杂交反应
杂交温度:
– 温度一般选择低于 Tm值20-25℃ – Tm=81.5℃ + 161.6logM + 0.41(G + C)% - 500/n
- 0.61(甲酰胺%) – M为Na+摩尔浓度,n为探针的复杂性