医学分子生物学第九章印迹杂交技术
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southern印迹杂交名词解释Southern印迹杂交是生物学中一个重要的术语,它来源于美国生物学家Edwin Southern所发明的南方杂交技术。
这种技术通常用于DNA分子的检测与分析,在生命科学研究领域具有重要的应用价值。
1.什么是Southern印迹?Southern印迹,又称Southern blot,是一种通过琼脂糖凝胶电泳和酶解技术,将筛选出的DNA样本在膜上进行定向转移,并与特定探针杂交的技术,可以用于检测和分析目标DNA序列。
2.什么是杂交?杂交是指在DNA的两条链之间发生的配对作用。
它是生物学中基本的遗传现象,决定了每个个体的基因型和表型。
3.什么是南方杂交技术?南方杂交技术是一种高效的分子生物学技术,广泛用于分析DNA序列、检测特定基因等方面。
它利用核酸探针与目标DNA的互补配对关系,识别目标DNA序列。
在使用Southern blot技术时,DNA样品首先通过电泳将不同长度的DNA分离出来,然后将其转移到琼脂膜上。
接着,利用探针特异性杂交,标记目标DNA的特定区段。
最后,利用探针上的标记(如酶或荧光)将目标DNA区段从杂交物质中分离出来并检测,以获取样品的DNA序列和长度信息。
4. Southern印迹与Northern印迹、Western印迹有什么不同?Southern印迹用于检测已知DNA序列,与之对应的Northern印迹用于检测RNA序列,而Western印迹则是用来检测蛋白质。
三种印迹技术都是利用探针与目标分子的互补配对关系,识别目标分子,并将其从杂交物质中分离出来以便检测。
5. Southern印迹技术的应用Southern印迹技术具有广泛的应用价值。
它可以用于检测和鉴定病菌、遗传疾病、肿瘤等疾病相关基因,进行生物工程和基因工程的基因克隆和筛选,进行DNA序列测定和鉴定等。
不仅如此,该技术也可以应用于无机化学、有机化学、分析化学等领域。
总之,Southern印迹技术的出现和发展,促进了生命科学、医学和生物工程等领域的发展,也推动了DNA以及其他分子的检测和分析研究。
分子诊断的先河——Southern印迹杂交技术摘要:上世纪70年代美籍华裔科学家简悦威采用Southern印迹杂交技术成功诊断了α地中海贫血症和镰状细胞贫血症,开创了临床分子生物学检验的先河,他是怎样做到的呢?知识点:分子杂交、核酸分子杂交、探针Southern印迹杂交、琼脂糖凝胶电泳技术、印迹技术临床分子生物学检验技术的发展第一阶段:分子杂交第二阶段:PCR第三阶段:生物芯片第四阶段:DNA测序美籍华裔科学家简悦威应用DNA分子杂交技术诊断α地中海贫血(1976)、镰状细胞贫血(1978)分子杂交(molecular hybridization) 两条单链核酸、抗原与抗体、受体与配体等经相互作用重新组成新的杂交分子图片源于网络非原创核酸分子杂交两条序列互补的单链核酸之间(DNA 与DNA ,DNA与RNA或RNA与RNA)借助氢键相连形成杂合双链碱基互补配对A=T,A=U,C≡G杂合双链图片源于网络非原创核酸分子杂交:待测核酸与探针图片源于网络非原创核酸探针 (nucleic acid probe)能与待测靶核酸特异互补杂交的已知被标记的核酸分子核酸探针的标记1.放射性核素标记:32P、3H、35S等2.非放射性标记:生物素、地高辛、荧光素等分子杂交(molecular hybridization)反应介质液相杂交固相杂交原位杂交印迹杂交Southern印迹杂交(E.M.Southern,1975) ——镰状细胞贫血症的分子诊断(1978)琼脂糖凝胶电泳技术Southern印迹杂交印迹技术分子杂交技术视频源于网络非原创琼脂糖凝胶电泳技术——分离、纯化、鉴定核酸 碱性缓冲液 琼脂糖凝胶 负极 正极核酸加样孔 电极琼脂糖凝胶电泳技术可将分子量和构象不同的核酸分子进行分离小分子量核酸电泳结束后不同分子量的核酸的迁移位置琼脂糖凝胶电泳技术图谱DNA Marker 核酸样品琼脂糖凝胶电泳技术Southern印迹杂交印迹技术分子杂交技术印迹技术 (Blotting)将核酸分子通过一定方式转移并固定到固相支持物(硝酸纤维素膜或尼龙膜)上印迹技术膜核酸凝胶琼脂糖凝胶电泳技术Southern印迹杂交印迹技术分子杂交技术视频源于网络非原创应用Southern印迹检测红色特异DNA片段1. 从样品中提取DNA并通过限制性核酸内切酶消化样品DNA2.消化后的DNA片段经琼脂糖凝胶电泳技术分离3. 凝胶中DNA经碱处理变性成单链,4. 单链DNA经印迹技术从凝胶转移到膜上并固定5. 附着DNA的膜经预杂交后与标记探针进行杂交6. 通过洗涤除去未杂交的探针,经放射性自显影检测与探针序列互补的特定DNA片段Southern 印迹技术1. 通过限制性核酸内切酶消化样品DNA,2. 消化后的DNA片段经琼脂糖凝胶电泳技术分离,3. 凝胶上被分离好的DNA片段经碱处理变性成单链,4. 单链DNA经印迹技术从凝胶转移到膜上并固定,5. 附着DNA的膜经预杂交后与标记探针进行杂交,6. 杂交后洗脱未特异结合的探针,经放射性自显影检测与探针序列互补的特定DNA片段制备待测核酸样品分离、变性、转移、固化DNA 片段杂交检测杂交信号预杂交制备携带标记的核酸探针漂洗去除未参与杂交的标记探针图片源于网络非原创应用Southern印迹杂交技术诊断镰状细胞贫血?分子诊断的先河——Southern印迹杂交技术。
第九章分子生物学研究方法1.课程教学内容(1)核酸技术1—基本操作(2)核酸技术2—克隆技术(3)核酸技术3—测序(4)基因表达和表达分析基因定点诱变(5)蛋白质与核酸的相互作用(6)其他(热点)技术2.课程重点、难点基因克隆技术、杂交技术、测序技术、蛋白质与核酸的相互作用检测技术3.课程教学要求掌握基因克隆技术、杂交技术、测序技术、蛋白质与核酸的相互作用检测等各种技术的原理。
本章内容•核酸的凝胶电泳•DNA分子的酶切割•核酸的分子杂交•基因扩增•基因的克隆和表达•细菌的转化•DNA核苷酸序列分析•蛋白质的分离与纯化•研究DNA与蛋白质相互作用的方法一、核酸的凝胶电泳基本原理:当一种分子被放置在电场当中时,它们会以一定的速度移向适当的电极。
电泳的迁移率:电泳分子在电场作用下的迁移速度,它同电场的强度和电泳分子本身所携带的净电荷成正比。
由于在电泳中使用了一种无反应活性的稳定的支持介质,如琼脂糖和丙烯酰胺,从而降低了对流运动,故电泳的迁移率又同分子的摩擦系数成反比。
在生理条件下,核酸分子的糖-磷酸骨架中的磷酸基团,是呈离子化状态的。
从这个意义上讲,DNA和RNA的多核苷酸链可叫做多聚阴离子,因此,当核酸分子放置在电场中时,它就会向正极移动。
在一定的电场强度下,DNA分子的这种迁移率,取决于核酸分子本身大小和构型。
分子量较小的DNA 分子,比分子量较大的分子,具有较紧密的构型,所以其电泳迁移率也就比同等分子量的松散型的开环DNA分子或线性DNA分子要快些。
Gel matrix (胶支持物) is an inserted, jello-like porous material that supports and allows macromolecules to move through.Agarose (琼脂糖):(1) a much less resolving power than polyacrylamide,(2)but can separate DNA molecules of up to tens of kbDNA can be visualized by staining the gel with fluorescent dyes, such as ethidium bromide (EB 溴化乙锭)Polyacrylamide (聚丙稀酰胺):(1)has high resolving capability, and can resolve DNA that differfrom each other as little as a single base pair/nucleotide.(2)but can only separate DNA over a narrow size range (1 to a fewhundred bp).Pulsed-field gel electrophoresis (脉冲电泳)(1)The electric field is applied in pulses that are orientedorthogonally (直角地) to each other.(2)Separate DNA molecules according to their molecule weight, as wellas to their shape and topological properties.(3)Can effectively separate DNA molecules over 30-50 kb and up toseveral Mb in length.二、DNA分子的酶切割Restriction endonucleases (限制性内切酶) cleave DNA molecules at particular sitesRestriction endonucleases (RE) are the nucleases that cleave DNA at particular sites by the recognition of specific sequences.RE used in molecular biology typically recognize (识别) short (4-8bp) target sequences that are usually palindromic (回文结构), and cut (切割) at a defined sequence within those sequences. e.g. EcoRIThe random occurrence of the hexameric (六核苷酸的) sequence: 1/4096 (4-6=1/46)(1) Restriction enzymes differ in the recognition specificity: target sites are different.(2) Restriction enzymes differ in the length they recognized, and thus the frequencies differ.(3) Restriction enzymes differ in the nature of the DNA ends they generate: blunt/flush ends (平末端), sticky/staggered ends (粘性末端).(4) Restriction enzymes differ in the cleavage activity.三、核酸的分子杂交原理:带有互补的特定核苷酸序列的单链DNA或RNA,当它们混合在一起时,其相应的同源区段将会退火形成双链的结构。