Гибридизация нуклеиновых кислот

В молекулярной биологии гибридизация (или гибридизация ) — это явление, при котором одноцепочечные дезоксирибонуклеиновой кислоты ( ДНК ) или рибонуклеиновой кислоты ( РНК молекулы ) отжигаются с комплементарной ДНК или РНК . ^{[ 1 ]} Хотя двухцепочечная последовательность ДНК обычно стабильна в физиологических условиях, изменение этих условий в лаборатории (обычно путем повышения окружающей температуры) приведет к разделению молекул на одиночные нити. Эти цепи комплементарны друг другу, но также могут быть комплементарны другим последовательностям, присутствующим в их окружении. Понижение окружающей температуры позволяет одноцепочечным молекулам отжигаться или «гибридизировать» друг с другом.

Репликация ДНК и транскрипция ДНК в РНК основаны на гибридизации нуклеотидов, как и методы молекулярной биологии, включая Саузерн-блоттинг и Нозерн-блоттинг . ^{[ 2 ]} полимеразная цепная реакция (ПЦР) и большинство подходов к секвенированию ДНК .

Приложения

Гибридизация является основным свойством нуклеотидных последовательностей и используется во многих методах молекулярной биологии. В целом генетическое родство двух видов можно определить путем гибридизации участков их ДНК ( гибридизация ДНК-ДНК ). Из-за сходства последовательностей между близкородственными организмами для плавления таких гибридов ДНК требуются более высокие температуры по сравнению с более отдаленно родственными организмами. Различные методы используют гибридизацию для определения происхождения образца ДНК, включая полимеразную цепную реакцию (ПЦР). В другом методе короткие последовательности ДНК гибридизуются с клеточными мРНК для идентификации экспрессируемых генов. Фармацевтические компании изучают возможность использования антисмысловой РНК для связывания нежелательной мРНК, не позволяя рибосоме транслировать мРНК в белок. ^{[ 3 ]}

ДНК-ДНК-гибридизация

Флуоресценция гибридизации in situ

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) — это лабораторный метод, используемый для обнаружения и локализации последовательности ДНК, часто на определенной хромосоме . ^{[ 4 ]}

В 1960-х годах исследователи Джозеф Галл и Мэри Лу Пердью обнаружили, что молекулярную гибридизацию можно использовать для определения положения последовательностей ДНК in situ (т. е. в их естественных положениях внутри хромосомы). В 1969 году двое ученых опубликовали статью, демонстрирующую, что радиоактивные копии последовательности рибосомальной ДНК можно использовать для обнаружения комплементарных последовательностей ДНК в ядре яйца лягушки. ^{[ 5 ]} Со времени этих первоначальных наблюдений многие усовершенствования повысили универсальность и чувствительность процедуры до такой степени, что гибридизация in situ теперь считается важным инструментом цитогенетики .

Ссылки

^ Фельзенфельд, Г; Майлз, ХТ (1967). «Физические и химические свойства нуклеиновых кислот». Ежегодный обзор биохимии . 36 : 407–48. дои : 10.1146/annurev.bi.36.070167.002203 . ПМИД 18257727 .
^ МакКлин, Филипп. «Гибридизация нуклеиновых кислот» . ДНК – основы структуры и анализа . Проверено 26 мая 2017 г.
^ Бекман, Мэри. «Гибридизация» . Проверено 26 мая 2017 г.
^ Левский, Дж. М.; Сингер, Р.Х. (15 июля 2003 г.). «Флуоресцентная гибридизация in situ: прошлое, настоящее и будущее». Журнал клеточной науки . 116 (Часть 14): 2833–8. дои : 10.1242/jcs.00633 . ПМИД 12808017 .
^ Пардью, ML; Галл, Дж. Г. (октябрь 1969 г.). «Молекулярная гибридизация радиоактивной ДНК с ДНК цитологических препаратов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 64 (2): 600–4. Бибкод : 1969ПНАС...64..600П . дои : 10.1073/pnas.64.2.600 . ПМК 223386 . ПМИД 5261036 .

Внешние ссылки

«Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик, Морис Уилкинс и Розалинда Франклин» . Институт истории науки . Архивировано из оригинала 21 марта 2018 года . Проверено 20 марта 2018 г. В 1962 году Джеймс Уотсон (р. 1928), Фрэнсис Крик (1916–2004) и Морис Уилкинс (1916–2004) совместно получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за определение структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в 1953 году.
Южная гибридизация и Северная гибридизация

[1] Фельзенфельд, Г; Майлз, ХТ (1967). «Физические и химические свойства нуклеиновых кислот». Ежегодный обзор биохимии . 36 : 407–48. дои : 10.1146/annurev.bi.36.070167.002203 . ПМИД 18257727 .

[2] МакКлин, Филипп. «Гибридизация нуклеиновых кислот» . ДНК – основы структуры и анализа . Проверено 26 мая 2017 г.

[3] Бекман, Мэри. «Гибридизация» . Проверено 26 мая 2017 г.

[4] Левский, Дж. М.; Сингер, Р.Х. (15 июля 2003 г.). «Флуоресцентная гибридизация in situ: прошлое, настоящее и будущее». Журнал клеточной науки . 116 (Часть 14): 2833–8. дои : 10.1242/jcs.00633 . ПМИД 12808017 .

[5] Пардью, ML; Галл, Дж. Г. (октябрь 1969 г.). «Молекулярная гибридизация радиоактивной ДНК с ДНК цитологических препаратов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 64 (2): 600–4. Бибкод : 1969ПНАС...64..600П . дои : 10.1073/pnas.64.2.600 . ПМК 223386 . ПМИД 5261036 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]