正文 探針雜交與信號檢測(1 / 3)

核酸分子雜交的方管作用的原理,使在電泳凝膠中分離的DNA片段轉移並結合在適當的濾膜上,然後通過同標記的單鏈DNA或RNA探針的雜交作用檢測這些被轉移的DNA片段,故命名為DNA印跡雜交技術,又稱為Southern DNA印跡轉移技術(Southernblotting)。法有多種,根據支持物的不同可分為固相雜交和液相雜交,根據核酸品種的不同分為Southern印跡雜交和Northern印跡雜交等,其原理基本相同。在大多數的核酸雜交反應中,經過凝膠電泳分離的DNA或RNA,都是在雜交之前通過毛細管作用或電導作用被轉移到濾膜上,而且是按其在凝膠中的位置原封不動地“吸印”上去的。常用的濾膜有尼龍濾膜、硝酸纖維素濾膜、疊氮苯氧甲基纖維素濾紙(DBM)和二乙氨基乙基纖維素濾膜(DEAE)等。之所以采用濾膜進行核酸雜交,是因為它們易於操作,同時也比脆弱的凝膠容易保存。一般來說,在核酸分子雜交中,究竟選用哪一種濾膜,這是由核酸的特殊性、分子大小和在雜交過程中所涉及的步驟多寡以及敏感性等參數來決定。早期比較喜歡選用硝酸纖維素濾膜,但它不能滯留小於150bP的DNA片段,又不能同RNA結合,所以在使用上受到一定的限製。1980年G.E.Smith等人發現,應用1mol/L的醋酸銨和0.2mol/L的NaOH緩衝液代替SSC緩衝液,可改善硝酸纖維素濾膜對小片段DNA的滯留能力。隨後P.S.Thomas(1983)報道,經廣泛變性之後的RNA,也可十分容易地轉移到硝酸纖維素濾膜上去。尼龍濾膜也是目前較為理想的固相支持物,其結合核酸能力強,轉膜後可多次重複使用,即每次雜交的探針可以洗去,而結合的DNA酶切片段不易被洗去。缺點是雜交信號的本底較高,但可以加大預雜交液中的非特異性封閉劑的量以降低本底。

一、核酸雜交

(一)Southern印跡雜交

此項技術是E.Southern於1975年首先設計的。他根據毛細

具體步驟:首先分離純化獲得基因組DNA,以一種或多種限製性核酸內切酶進行消化,再行瓊脂糖凝膠電泳分離,使DNA片段按分子質量大小排列,然後將作了DNA電泳分離的瓊脂糖凝膠,經過堿變性等預處理之後,平鋪在已用電泳緩衝液飽和了的兩張濾紙上,在凝膠上部覆蓋一張硝酸纖維素濾膜,接著加一疊幹濾紙,最後再壓上一重物。這樣由於幹濾紙的吸引作用,在凝膠中的單鏈DNA便隨著電泳緩衝液一起轉移。這些DNA分子一旦同硝酸纖維素濾膜接觸,就會牢牢地結合在它的上麵,而且是嚴格地按照它們在凝膠中的譜帶模式,原樣地被吸印到濾膜上,在80℃下烘烤1~2h,DNA片段就會穩定地固定在硝酸纖維素濾膜上,此即毛細管虹吸法印跡轉移DNA。

為了進行有效的Southern DNA印跡轉移,對電泳凝膠作處理是十分必要的。因為超過10kb的較大分子質量的DNA片段與較短的小分子質量DNA相比,需要更長的轉移時間。為了使不同大小的DNA片段能夠同步地從電泳凝膠轉移到硝酸纖維素濾膜上,通常將電泳凝膠浸泡在0.25mol/L的HCl溶液中作短暫的脫嘌呤處理,使DNA分子斷裂成短片段;然後再進行堿變性,使DNA片段保持單鏈狀態而易於同探針分子發生雜交作用,從而被檢測出來。最後,電泳凝膠需放置在中和溶液中平衡之後再作印跡轉移。

另一種印跡轉移方法是應用紫外線交聯法固定DNA。其基本原理是:DNA分子上的一小部分胸腺嘧啶殘基同尼龍膜表麵上的帶正電荷氨基基團之間形成交聯鍵,然後將此濾膜移放在加有放射性同位素標記探針的溶液中進行核酸雜交。

早期常使用硝酸纖維素濾膜進行Southern DNA印跡,但它容易碎裂,因而近年來常有被尼龍膜所取代的趨勢。後者不僅具有很強大抗張性,易於操作,而且也有更大的同核酸分子的結合能力。然而,為了消除尼龍膜所帶的正電荷,需要延長電泳凝膠的預處理時間。值得指出的是,在使用尼龍膜的情況下,DNA是以天然的形式,而不是變性的形式,從電泳凝膠中轉移到膜上的。因此DNA是在尼龍膜上進行原位堿變性的。