常用的DNA探针标记方法有哪些?
常用的 DNA 探针标记方法主要有以下几种:
1、放射性标记法
(1)缺口平移法:利用 DNA 酶 Ⅰ 在双链 DNA 上随机切开若干个单链切口,形成 3′-OH 末端,然后在大肠杆菌 DNA 聚合酶 Ⅰ 的作用下,以切口处的 3′-OH 为引物,以 dNTP(其中一种带有放射性核素标记,如 α-³²P-dCTP 等)为原料,按照碱基互补配对原则,将带有标记的核苷酸逐个添加到切口的 3′-OH 末端,同时该酶的 5′→3′外切核酸酶活性会从切口的 5′端逐步切除原来的核苷酸,从而使新合成的链带有放射性标记,最终得到均匀标记的 DNA 探针。
(2)随机引物法:先将待标记的 DNA 变性为单链,然后加入人工合成的随机寡核苷酸引物(一般是六聚体),这些引物能与单链 DNA 模板随机互补结合,在 Klenow 片段(DNA 聚合酶 Ⅰ 的大片段,保留了 5′→3′聚合酶活性,但没有 5′→3′外切酶活性)作用下,以 4 种 dNTP(其中一种进行放射性标记)为原料,按照模板链进行互补延伸合成,最终得到标记的 DNA 探针。这种方法标记效率较高,可用于标记各种来源的 DNA。
(3)末端标记法:包括 5′末端标记和 3′末端标记。对于 5′末端标记,例如可以利用 T4 多核苷酸激酶,在有 ATP(其中 γ 位的磷酸带有放射性标记,如 γ-³²P-ATP)存在的条件下,将 DNA 分子 5′端的羟基磷酸化,从而使 DNA 的 5′端带上放射性标记;3′末端标记可通过末端转移酶,以带有放射性标记的 dNTP(如 ³²P-dNTP)为底物,在 DNA 分子的 3′末端逐个添加标记的核苷酸,实现 3′末端标记。此方法适用于标记特定末端的 DNA 片段,常用于分析 DNA 片段的末端结构等情况。
2、非放射性标记法
(1)地高辛标记法:将地高辛配基通过特定的化学连接臂连接到 dUTP 上,形成地高辛 - dUTP。在进行 DNA 探针标记时,例如通过随机引物法等常规的 DNA 合成过程,以地高辛 - dUTP 代替部分 dTTP 掺入到新合成的 DNA 链中,从而使 DNA 探针带有地高辛标记。后续可以用抗地高辛抗体(一般标记有酶等可检测的物质)与之特异性结合,再通过相应的酶促显色反应等进行检测,灵敏度较高,而且安全性好,避免了放射性物质的使用和相关危害。
(2)生物素标记法:把生物素连接到 dUTP 等核苷酸上形成生物素化的核苷酸,在 DNA 合成过程中(如利用切口平移、随机引物等方式),使其掺入到 DNA 链中实现标记。之后利用亲和素或链霉亲和素对生物素的高度特异性亲和结合能力,结合带有可检测标记(如酶标记)的亲和素或链霉亲和素,通过相应的显色反应等进行检测,操作相对简便,也是常用的非放射性标记手段,在分子生物学检测等领域应用广泛。
(3)荧光素标记法:将荧光素基团通过化学修饰连接到核苷酸上,在 DNA 探针合成时,使带有荧光素标记的核苷酸掺入到 DNA 链中,这样的 DNA 探针可以直接在荧光显微镜下观察或者利用荧光检测仪器进行检测,能对特定的 DNA 序列进行定位、定性分析等,并且具有检测快速、背景干扰相对小等优点,常用于原位杂交等多种检测场景。
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