核酸结构

核酸杂交(nucleic acid hybridization)

如果说熔解是把双螺旋拉开,那么杂交就是它自己重新拉上拉链的魔法。把两条已分开的互补链冷却下来,它们会在茫茫一片其他分子中找到彼此、重新配对,在序列相匹配的地方精确地扣合到一起。这种重新配对,是分子生物学工具箱中极大一部分的根基。

杂交(也叫退火或复性)是从序列互补的单链形成双链双体的过程,靠的是同样的 A-T 和 G-C 氢键。关键在于,这两条链不必来自同一来源:你可以把一条单链 DNA 与一条互补的 RNA 混在一起,或把一段短的合成探针与基因组 DNA 混在一起,它们就会配对、形成一个杂合体。这种配对是序列专一的,所以探针只会黏在它找到互补序列的地方——而匹配得越严丝合缝,杂合体就越稳定。

这正是一系列了不起的方法背后那台主力机器的原理。一个带标记的探针与匹配的基因杂交,从而在印迹上(Southern 和 northern 印迹)或在细胞内(荧光原位杂交)把它点亮;PCR 引物杂交以夹住一个靶点;微阵列和现代测序也全都依赖链找到它们的伙伴。杂交把“互补的会黏在一起”这条简单规则,变成了从复杂混合物中找到、测量并抓出你想要的任何序列的办法。

在荧光原位杂交(FISH)中,一种荧光探针被铺洒在一个细胞的染色体上;它只黏在匹配的基因上、在那里发光,让临床医生真的能看出一个基因是存在、缺失,还是被复制了。

互补的彼此寻找——印迹、探针与 PCR 背后的原理。

杂合体不必完美匹配才能形成。通过调节温度和盐浓度(即“严谨度”),人们可以允许近似匹配也配上对,或要求严丝合缝的匹配——这是一个可调的旋钮,既是强大的特性,若设错了也是假信号的来源。

又称
hybridizationannealingrenaturation杂交退火复性