核酸探针及其作用

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核酸探针分子杂交是指具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下(适宜的温度及离子强度等)可按碱基互补原则形成双链,此杂交过程是高度特异的。杂交的双方是待测核酸及探针。
一、DNA探针
DNA探针是最常用的核酸探针,指长度在几百碱基对以上的双链DNA或单链DNA探针。现已获的DNA探针种类很多,有细菌、病毒、原虫、真菌、动物和人类细胞DNA探针,这类探针多为某一基因的全部或部分序列,或某一非编码序列。
DNA探针(包括cDNA探针)有三大优点:第一,这类探针多克隆在质粒载体中,可以无限繁殖,取之不尽,制备方法简便。其次,DNA探针不易降解(相对RNA而言),一般能有效抑制DNA酶活性。第三,DNA探针的标记方法较成熟,有多种方法可供选择,如缺口平移法、随机引物法、PCR标记法等,能用于同位素和非同位素标记。
二、cDNA探针
cDNA是指互补于mRNA的DNA分子。cDNA是由RNA经一种称为逆转录酶的DNA聚合酶催化产生的。携带逆转录酶的病毒侵入宿主细胞后,病毒RNA在逆转录酶的催化下转化成双链cDNA,并进而整合入宿主细胞染色体DNA分子,随宿主细胞DNA复制同时复制,这种整合的病毒基因组称为原病毒。
在静止状态下,可被复制多代,但不被表达,故无毒性,一旦因某种因素刺激而被活化,则该病毒大量复制。如其带有癌基因,还可能诱发细胞癌变。
三、RNA探针
RNA探针是一类很有前途的核酸探针,由于RNA是单链分子,所以它与靶序列的杂交反应效率极高。早期采用的RNA探针是细胞mRNA探针和病毒RNA探针,这些RNA是在细胞基因转录或病毒复制过程中得到标记的,标记效率往往不高,且受多种因素的制约。这类RNA探针主要用于研究目的,而不是用于检测。
四、寡核苷酸探针
前述三种探针均是可克隆的,一般情况下,只要有克隆的探针,就不用寡核苷酸探针。
合成的寡核苷酸探针具有以下特点:第一,由于链短,其序列复杂度低,分子量小,所以和等量靶位点完全杂交的时间比克隆探针短。第二,寡核苷酸探针可识别靶序列内一个碱基的变化,因为短探针中碱基错配能大幅度降低杂交体的Tm值。第三,一次可大量合成寡核苷酸探针,使得这种探针价格低廉,与克隆探针一样,寡核苷酸探针能够用酶学或化学方法修饰以进行非放射性标记物的标记。最常用的寡核苷酸探针长18-40个碱基,目前的合成可有效地合成至少50个碱基的探针。
链接阅读:荧光原位杂交技术( FISH)原理及应用