現(xiàn)代科技綜述知識(shí)文庫：核酸分子雜交技術(shù)

1、現(xiàn)代科技綜述系列核酸分子雜交技術(shù)科技是人類區(qū)別于動(dòng)物的重要文明之一，是人類對(duì)自然規(guī)律研究和利用的學(xué)科。本文提供對(duì)科技基本概念“核酸分子雜交技術(shù)”的解讀，以供大家了解。核酸分子雜交技術(shù)核酸分子雜交技術(shù)是根據(jù)同源DNA或RNA片斷能互補(bǔ)雜交的原理而設(shè)計(jì)的一種診斷技術(shù)，是診斷傳染病、遺傳病的重要手段之一，在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用前景。1975年，斯奧森(EMSouthern)首先創(chuàng)用DAN分子鑒定和雜交方法；1977年，阿維因(JCAlwine)建立RNA分子鑒定和分析的Northern雜交方法；1978年，布拉?？?MBrahic)建立基因定位和表達(dá)的原位雜交技術(shù)；1979年，瓦那斯(R，B

2、Wallce)建立分析DNA的寡核苷酸雜交方法；1980年，布朗茲瑪(JBrandsma)建立點(diǎn)雜交技術(shù)。核酸分子雜交技術(shù)，由探針制備、樣品處理和雜交反應(yīng)3部分組成。探針制備 在掌握目的DNA核苷酸序列基礎(chǔ)上，應(yīng)用分子克隆技術(shù)，將目的DNA序列擴(kuò)增，亦可由DNA合成器制成含數(shù)十對(duì)堿基的寡核苷酸探針，用標(biāo)記物加以標(biāo)記，即可使用。新制備的單鏈DNA探針在正式使用前，應(yīng)做性能試驗(yàn)觀察效果。樣品處理 一般過程是濃縮樣品，加去垢劑和蛋白酶，使樣品中DNA釋出，再經(jīng)堿變性和加溫，使DNA解離為兩股單鏈，結(jié)合在硝酸纖維素膜或其它載體上。雜交反應(yīng) 將探針與樣品在一定條件下雜交、漂洗。若樣品不含目的DNA，則探

3、針被漂洗掉，載體上無標(biāo)記物檢出；若樣品含目的DNA，則探針與之雜交結(jié)合，不被漂洗掉，載體上可檢出標(biāo)記物。這一步涉及的因素有離子強(qiáng)度、pH、溫度、反應(yīng)時(shí)間、探針濃度和純度等。與傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)相比，本技術(shù)由于僅與同源核苷酸序列雜交，而具有高度特異性；同時(shí)具有高敏感性如能檢出含菌量?jī)H為1000個(gè)或1l血含25個(gè)惡性瘧原蟲的樣品等。對(duì)于傳染病，它能在可測(cè)抗體水平出現(xiàn)之前，檢出病原體DNA，即繞過基因產(chǎn)物(酶或蛋白質(zhì))，直接檢測(cè)基因進(jìn)行診斷，因此其作出診斷的時(shí)間和檢驗(yàn)過程所需的時(shí)間均明顯縮短。此外，還具有重復(fù)性好，一次檢測(cè)大量樣品等優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)在以下3個(gè)方面得到日益廣泛的應(yīng)用： 傳染病診斷 用于檢測(cè)目的

4、病毒核酸，包括EB病毒、單純皰疹病毒、乙型肝炎病毒等50種以上探針；在檢測(cè)致病菌方面，已用于致病性大腸桿菌、結(jié)核桿菌、軍團(tuán)菌等多種細(xì)菌的檢測(cè)，僅淋球菌即有質(zhì)粒DNA探針、染色體DNA探針和RNA探針；在寄生蟲學(xué)方面，用于錐蟲、惡性瘧原蟲、黑熱病原蟲等檢測(cè)。產(chǎn)前基因診斷 用于血紅蛋白病、血友病、苯丙酮尿癥、舞蹈病等20多種遺傳病的產(chǎn)前診斷。為實(shí)現(xiàn)人類優(yōu)生目標(biāo)開拓了嶄新前景。人類個(gè)體身分鑒定 用于運(yùn)動(dòng)員性別鑒定、親子關(guān)系鑒定、罪犯身分鑒定；陣亡現(xiàn)役軍人身分確定疑難者的鑒定；以及用于人類學(xué)、考古學(xué)、民族遷徙史等方面的研究。該技術(shù)在實(shí)踐中不斷得到改進(jìn)和發(fā)展。探針標(biāo)記物，由放射性同位素發(fā)展為生物素、光生

5、物素、化學(xué)發(fā)光物(吖啶酯等)和酶等；在探針方面，除DNA探針外，還研制出RNA探針；樣品處理和雜交，應(yīng)用高濃度硫氰酸胍，直接使細(xì)胞裂解釋出核酸和解鏈，形成適宜直接雜交的液相環(huán)境，簡(jiǎn)化了操作過程，使整個(gè)技術(shù)朝著靈敏、快速、簡(jiǎn)便的方向發(fā)展。1985年穆利斯(KBMullis)和塞基(RKSaiki)等建立聚合酶鏈反應(yīng)(Polymerase chain reaction PCR)。PCR能在體外通過DNA聚合酶將目的DNA序列快速擴(kuò)增106倍，使極微量目的DNA擴(kuò)增到可檢測(cè)水平。這項(xiàng)技術(shù)使實(shí)驗(yàn)室獲取目的DNA序列的工作變得簡(jiǎn)便而快速，使核酸分子雜交技術(shù)的敏感性和應(yīng)用范圍有了突破性進(jìn)展，其靈敏度可達(dá)1015g水平。核酸雜交技術(shù)作為“20世紀(jì)生物學(xué)一項(xiàng)杰出成就”，在相關(guān)領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】： 1 Southern E MJ Mol Bio，1975， 98503 2 中國醫(yī)學(xué)百科全書醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分卷上海；上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984157 3 Saiki R K，etalScience，1985，2301350 4 Thompson J，et al Anal Biochem，1987，163281 5