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核酸分子杂交技术(Nucleic acid molecular hybridization)是检测核酸分子间序列同源性的一种技术。不同来源的核酸单链只要彼此间有一定的互补序列，即可按碱基 ...轉為繁體網頁
核酸分子杂交技术(Nucleic acid molecular hybridization)是检测核酸分子间序列同源性的一种技术。不同来源的核酸单链只要彼此间有一定的互补序列，即可按碱基配对规则以氢键相结合。通常是先对一种核酸进行标记（如放射性同位素35S，32P或生物素等）作为探针，去探测另一种核酸序列。核酸分子杂交可以在DNA与DNA，RNA与RNA，或DNA与RNA之间进行。由于这种技术具有高度的特异性和灵敏性，已广泛应用于生物学、医学科学研究，临床传染病和遗传病的诊断。
核酸分子杂交的基本原理
从化学和生物学意义上理解，探针(Probe)是一种分子，它带有供反应后检测的合适标记物，并仅与特异靶分子反应。抗原-抗体、外源凝集素-碳水化合物、亲和素-生物素、受体-配体(ligand)以及互补核酸间的杂交均属于探针-靶分子反应。蛋白质探针（如抗体）与特异靶分子是通过混合力（疏水、离子和氢键）的作用在少数特异位点上的结合，而核酸探针与互补链的反应则是根据杂交体的长短不同，通过氢键在几十、几百甚至上千位点上的结合。核苷酸经某一原子、功能基团或长侧链修饰后仍有可能进行碱基配对，这取决于修饰的部位和修饰物的性质。标记的探针每1kb只掺入10-30个修饰碱基，仅4％-12％的单个碱基被修饰的类似物取代了。尽管掺入位点外的碱基配对较弱或不存在，但对整个杂交分子的稳定性影响很小。
Cell：看DNA玩转溜溜球游戏
为了让两米的DNA塞进微型的细胞中，细胞必须极其仔细地将遗传信息链绕成染色体。令人惊讶的是，研究人员发现DNA序列使得它像溜溜球(yoyo)一样地缠绕和解缠绕。相关研究发布在3月12日的《细胞》(Cell)杂志上。
伊利诺伊大学物理学教授、Carl R. Woese基因组生物学研究所成员Taekjip Ha说：“我们发现了这一有趣的DNA物理现象：它的序列决定了细胞内DNA包装的柔性和稳定性。这实际上是非常基本的DNA物理现象。尽管许多人认为我们在几十年前就应该认识到了这一DNA物理现象，但其中仍有惊喜。”
DNA被包装成像串珠手链一样的染色体。DNA缠绕着组蛋白形成核小体。这些核小体被编成串珠链，再被精致地编织成染色体。
科学家们早就知道DNA可以从核小体解缠绕，但他们一直猜测两端是对称的，即DNA解缠绕应该像是解鞋带一样。伊利诺伊大学的研究人员发现，DNA实际上非常不对称，就像是缠绕着溜溜球的绳子。拉动DNA的一端只会让缠绕变紧，而拉动另一端则会使得它像溜溜球一样的解缠绕。
核小体包装的这种物理现象是由DNA序列所决定，它使得DNA链足具柔性得以满足两个相互冲突的原理：它必须足够稳定使得DNA密实紧凑，也必须足够动态使得DNA链能够解缠绕，被读取而生成蛋白质。
Ha说：“许多的研究表明，如果你改变基因的序列，将会影响其他的东西，例如有可能生成不同的蛋白质。但却没有人真正地思考序列改变对于DNA物理学的影响，后者转而引起了生物学改变。”
Ha的研究表明，细胞的蛋白质制造机器更容易从较易解缠绕的核小体“弱”端开始读取。他们认为与癌症等疾病相关的一些遗传突变改变了核小体的稳定性。
“这有可能对如何读取信息以及生成不同的蛋白造成了重大的影响。例如，有可能根据突变引起的DNA柔性和稳定性的改变差异性地生成了抗癌蛋白或是致癌蛋白，”Ha说。
接下来Ha打算利用下一代测序来确定整个基因组的柔性。他希望能够构建出第一个全基因组的物理性质图谱。他还想搞清楚一些突变是导致了DNA更容易还是更难读取。
原文链接：Asymmetric Unwrapping of Nucleosomes under Tension Directed by DNA Local Flexibility
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