一、核酸杂交技术
依据反应支持物可分为液相杂交技术和固相杂交技术。液相杂交技术主要指核酸探针与被检测的分子均在液相中发生的杂交反应。液相杂交方法简单、反应快速,增加了特异性和敏感性,但检测杂交体困难,应用少。固相杂交应用广,包括Southern 印迹杂交、Northern 印迹杂交、斑点印迹杂交、原位杂交等。
(一)Southern 印迹杂交
该技术是1975年英国人southern 创建的,是研究DNA 图谱的基本技术,在遗传病诊断、DNA 图谱分析及PCR 产物分析等方面有重要价值。其基本原理是具有一定同源性的2 条核酸单链在一定的条件下,可按碱基互补的原则特异性地杂交形成双链。一般利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA 片段,将胶上的DNA 变性,并在原位将单链DNA 片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上,经干烤或者紫外线照射固定,再与相对应结构的标记探针进行杂交,用放射自显影或酶反应显色,从而检测特定DNA分子的含量。Southern 印迹杂交的操作步骤是待检核酸样品的制备、DNA 分离、凝胶中核酸的变性、转膜、预杂交、杂交、洗膜、杂交结果的检测。
(二)Northern 印迹杂交
这是一种将RNA 从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。DNA印迹技术由Southern 于1975年创建,称为Southern 印迹技术。RNA 印迹技术正好与DNA 相对应,故被称为Northern 印迹杂交。Northern 杂交也采用琼脂糖凝胶电泳,将分子量大小不同的RNA 分离开来,随后将其原位转移至固相支持物(如尼龙膜、硝酸纤维膜等)上,再用放射性(或非放射性)标记的DNA 或RNA 探针,依据其同源性进行杂交,最后进行放射自显影(或化学显影),以目标RNA 所在的位置表示其分子量的大小,而其显影强度则可提示目标RNA 在所测样品中的相对含量。其具体操作步骤包括待检核酸样品的制备、凝胶中核酸的变性、转膜、预杂交、杂交、洗膜和杂交结果检测。
(三)斑点杂交
1983年Leary 等发展了简便、灵敏的斑点杂交技术,之后该技术得到了广泛应用。其原理是将RNA 或DNA 变性后直接以圆形点样于固相支持物(硝酸纤维素膜、尼龙膜或硅芯片)上,与标记的探针杂交,通过放射自显影或化学反应观察结果。其操作步骤包括膜预处理、点样、预杂交、杂交、洗膜、加抗体和显色。
(四)原位杂交
1969年美国耶鲁大学的Gall 等首先用爪蟾核糖体基因探针与其卵母细胞杂交,将该基因进行定位。与此同时,Buongiorno-Nardelli 和Amaldi 等相继利用同位素标记核酸探针进行细胞或组织的基因定位,从而创造了原位杂交技术。自此以后,由于分子生物学技术的迅猛发展,特别是20 世纪70年代末到80年代初,分子克隆、质粒和噬菌体DNA 的构建成功,为原位杂交技术的发展奠定了坚实的技术基础。该技术的原理是保持组织与细胞的完整性,用核酸探针直接检测细胞内的靶核酸序列,也就是利用标记的已知核酸探针,在组织、细胞及染色体上检测特异的DNA 或RNA 序列的核酸杂交技术。根据检测物,分细胞内原位杂交和组织切片内原位杂交。根据探针与待检核酸,分DNA/DNA、RNA/DNA、RNA/RNA 杂交。其操作步骤包括组织或细胞的固定、组织细胞杂交前的预处理、杂交和杂交结果检测。