原位杂交技术
原位杂交技术(ISH,In situ hybridization)是一种分子生物学常用的实验技术,主要用于确定细胞内特定DNA或RNA序列的位置及数量。它基于亲和性,将含有标记探针的DNA或RNA与样品中一特定的DNA或RNA序列结合并定位在其天然状态下的位置上。该技术适用于研究如基因表达、基因缺失或扩增、染色体异常和病原体的检测等领域。
ISH可分为两类:荧光原位杂交(FISH)和非荧光原位杂交(non-FISH)。
1.荧光原位杂交(FISH)
FISH利用标记的探针与靶DNA或RNA特异性杂交,通过荧光显微镜观察细胞内的反应,使显微图像数字图像化进行分析。由于FISH具有高灵敏度和高分辨率、色彩艳丽且探针复合物具有良好的稳定性等特点,被广泛应用于研究基因组DNA序列、染色体结构和功能、病变细胞、免疫细胞、细胞分化及发育等方面。
FISH的原理是先将检测获得的DNA或RNA样本中特定的序列进行标记,标记方式种类繁多,常用的标记方法有荧光染料标记、生物素标记、放射性同位素标记等。标记完成后,将获得的标记物作为探针添加到待检测的细胞中,通过形成亲和性结合,将探针与靶DNA或RNA相结合。为了保持标记的针对性和特异性,通常会添加大量平衡物来减少非特异性杂交。
荧光标记的FISH(Fluorescence in situ hybridization,FISH)将标记物作为探针添加到待检测的细胞中,典型的荧光标记物有荧光素、罗丹明、丙酮等。通过显微镜观察探针荧光信号,能够得出细胞内特定DNA或RNA序列的信息。
2.非荧光原位杂交(non-FISH)
非荧光原位杂交技术是以核酸探针与同位素标记和酶标记的形式进行的。探针中通常含有同位素标记或酶标记,探针和靶序列发生杂交,添加反应底物,通过同位素探测法或酶标记法对目标序列进行可视化。
在非荧光标记的ISH技术中,通常以放射性技术标记为主,如32P、35S、3H等同位素被标记在目标DNA或RNA的碱基上。在添加探针之后,获得的片段被膜上暴露于X射线、荧光显微镜或探测底物上。放射性荧光产生后按照其强度对目标分子进行定性和定量分析。
总之,原位杂交技术是一种具有高灵敏度、高特异性的分子生物学技术,可以在单个细胞水平上研究细胞内的分子生物学过程。该技术广泛应用于研究染色体结构和功能、基因表达、细胞分化、疾病诊断和治疗、医学细胞和组织学等领域。