核酸分子杂交

核酸分子杂交概念及特点：核酸分子杂交技术的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）可按碱基互补配对成双链，用特异性的探针与待测样品的DNA或RNA形成杂交分子的过程。核酸分子杂交技术主要有以下几种：Southern杂交、Northern杂交、原位杂交（ISH）、荧光原位杂交（FISH）、芯片杂交。核酸杂交技术具有其高度特异性、灵敏性、快速等特点。在环境监测中的应用：核酸分子杂交技可以快速检测出环境微生物中独特的核酸序列。如对活性污泥中的特定微生物的生长速率进行测定，根据放射性强度可以定量分析特定细菌的DNA量。在对被石油污染的土壤分析中，用核酸杂交法得到某种烃降解基因的检出率显著高于不污染样品，结果表明，污染越严重，这种降解基因的含量也越高，可用来评价中石油污染程度。荧光原位杂交技术（FISH）是核酸原位杂交技术中应用最为广泛的技术之一。该技术结合了分子生物学的精确性和显微镜的可视性，无需单独分离出DNA或RNA，通过激发杂交探针的荧光来检测信号从而对未知的核酸序列进行检测，结果可直接在荧光显微镜下观察。GulnurCoskuner认为FISH技术能揭示更多硝化细菌的微生物学方面的信息及它们种群的大小，更有利于改进生物脱氮系统的工艺，避免了传统的、用培养方法计数带来的偏差。彭永臻等列举了FISH在活性污泥细菌检测，高效生物除磷（EBPR）反应器微生物群落的测定、污水处理微生物检测等方面的应用。一、核酸分子杂交应用于物种之间亲缘关系的鉴定。把取自两种不同生物体细胞的DNA进行RCR扩增，并同时带上不同的放射性标记。然后将其混合在一起，先高温解链，再低温复性。来自两种不同生物的DNA分子单链中的互补区域就可以互补配对。互补配对的区域越大，说明亲缘关系越近。二、基因诊断：用带有标记的已知缺陷基因的特异性片段做探针，通过和待测样品DNA中进行分子杂交，检测被测样品中是否含有缺陷基因。三、疾病诊断：用带有放射性标记的病毒核酸的特异性片段做探针，检测待测者血液中是否含有该病毒。四、和上面的疾病诊断相似，可以用核酸分子杂交法检测水被某种病毒感染的程度。五、在基因工程中，用核酸杂交法检验目的基因是否导入受体细胞和目的基因是否在受体细胞中转录出了相应的mRNA。除了核酸分子杂交法外，还有抗原-抗体杂交法，实际上是利用抗原和抗体的特异性结合。由于单克隆抗体技术的发展，此法在疾病诊断中具有特异性强、灵敏度高等优点。着两种方法都可以广泛的应用于环境监测中。1、细胞遗传学分析①产前诊断：在新生儿的先天性疾病中，染色体的数目异常要占很大的一部分，其中以染色体X、Y、13、18和21数量的异常最为多见。利用FISH技术的优势还可以用于产前诊断中的羊水细胞核型分析。常规的染色体型分析技术需要对羊水细胞进行培养，时间较长。FISH技术可以在少量的羊水细胞涂片上进行异常染色体的数目分析，不需要羊水细胞的培养，记得地缩短了病人等待的时间。②生殖医学中的应用：采用FISH技术可对一个卵裂球的染色体进行检测，排除存在染色体异常的胚胎，提高胚胎种植成功率。另一方面，对精子染色体的研究已经成为男性不育者精子检测的一项重要内容。③血液疾病中染色体易位的检测：在化疗后缓解的慢性粒细胞性白血病病人的标本中，采用FISH技术极易发现残存的白血病细胞，确定微小残留病灶。FISH检测的结果对白血病的诊断、治疗和预后的估计提供了有力的依据，也为白血病机制的研究提供了线索。2、病原学检测：采用FISH技术还可以快速鉴定血培养中的微生物、送检样本中的病毒等，采用诊断微生物DNA或RNA的荧光标记探针可以直接快速地检测出微生物病原体核酸，检测灵敏度较高。3、比较基因组杂交4、基因图谱绘制5、诊断微生物菌落结构与群落动态6、监测微生物的原位生理学7、FISH技术结合流式细胞术定量化检测微生物