
荧光原位杂交(FISH)可用于检测细胞内特定的DNA或RNA,从而判断特定基因的表白及定位情况,也可用于检测肿瘤或其他疾病产生、发展过程中染色体的变动。

FISH(Fluoresence In Situ Hybridization)技术是20世纪80年代发展起来的一种核酸定位技术,已在人类基因组钻研中得到宽泛利用。利用中期染色体FISH,可进行SCP、Cosmid和YAC的染色体定位以及嵌合克隆的甄别;利用间期核FISH,可在50 kb分辨率下进行基因作图。随着钻研的不休深刻,目前已可能发展伸展染色质丝(chromatin fibre)FISH,直接丈量基因长度,从而实现高精度基因作图。随着FISH技术的发展,其将在人类及其他物种的基因组钻研中阐扬更大的作用。
荧光象征的染色体原位杂交技术提供了一种急剧、有效的钻研伎俩,可将DNA片段与真核生物细胞特定的染色体区带对应起来,并实现有关DNA片段的定位分析。这是钻研DNA序列在染色体上定位的直接步骤之一。
探针象征通?裳∪×街指绞剑
(1)直接象征法:将荧光分子直接象征于探针DNA/RNA上,杂交后可直接在荧鲜明微镜下进行检测。该步骤急剧轻便,但由于杂交信号较弱且无法进一步放大,从前利用较少。不外,该步骤拥有布景信号低的利益,近年来已在部门公司的试剂盒中得到利用。
(2)间接象征法:常用的间接象征法是将类似于半抗原(hapten)的象征分子掺入探针分子中。常用的象征物蕴含生物素、地高辛(digoxigenin)、二硝基苯(dinitrophenyl,DNP)、氨基乙酰芴(aminoacetylfluorene,AAF)、汞及磺酸盐(sulfonate)等。就掺入方式来说,生物素、地高辛等通常以核苷酸衍生物的大局掺入,可选取隐语平移法进行象征。此刻更多的人起头用随机引物法。用这两种步骤象征好的探针大幼在200一500bp领域内,是用于杂交的最佳大幼。此表,也可在已知序列的两个引物之间选取PCR法进行扩增,或通过相宜载体的RNA转录获得探针。
FISH技术是一种沉要的非放射性原位杂交技术。其根基道理是:利用已知核酸序列造备探针,并选取荧光素直接象征或非放射性物质间接象征的步骤,使探针与靶DNA进行杂交;随后通过免疫细胞化学步骤衔接荧光象征物,最后在荧鲜明微镜下观察杂交信号,从而对标本中的待测核酸进行定性、定量及定位分析。

FISH技术的根基流程蕴含:样本造备→探针造备→探针象征→杂交→染色体显带→荧鲜明微镜检测→了局分析。
原位杂交探针按象征分子类型可分为放射性象征探针和非放射性象征探针。选取同位素象征的放射性探针,其利益在于对样品造备要求较低,并且可通过耽搁曝光功夫加强信号强度,因而活络度较高。但其弊端蕴含:探针不变性较差、自显影功夫较长、放射线散射导致空间分辨率较低,以及同位素操作过程较为繁琐等。
选取荧光象征系统则可克服上述不及,这就是FISH技术。作为一种非放射性检测系统,FISH技术拥有以下利益:
首先,从探针造备和杂交过程来看,生物素及其他象征分子均不拥有放射性,因而象征和杂交过程中不存在放射性传染风险,安全性较高。同时,经生物素或其他象征分子象征后的探针不变性较好,不受半衰期限度,可持久保留。此表,荧鲜明色功夫较短,不像同位素杂交那样必要长功夫曝光,且布景信号低、了局清澈,其活络度也较高。
另表,FISH技术还可实现多种色彩的同时显色,这是同位素杂交难以实现的。多色作图不仅能够使染色体分带和探针信号出现分歧色彩并同时观察,还可利用分歧荧光别离象征分歧探针,以确定各探针在染色体上的相对地位。
弊端:FISH技术的杂交效能无法达到100%,尤其是在使用较短的cDNA探针时,杂交效能会显著降落。
FISH技术不仅可用于已知基因或核酸序列的染色体定位,也可用于未克隆基因、遗传象征以及染色体畸变的钻研,在基因定性、定量、定位、整合及表白钻研等方面拥有沉要利用价值。
I.染色体结构变异与非整倍体的检测:荧光原位杂交简化了染色体结构变异的检测。利用原位杂交可比力容易地检测出缺失、 附加或代替的染色体。
II.基因扩增与和缺失检测:FISH技术拥有较高的空间分辨率和活络度,使亲本基因和扩增基因在细胞中的定位分析成为可能。同时,FISH技术还可用于定位转基因植物中表源基因的地位及其拷贝数,该步骤已在番茄、烟草、大麦、幼麦和黑麦等作物钻研中得到成功。此表,FISH技术还可用于检测与遗传性疾病有关的基因缺失。例如,钻研人员已利用该技术成功检测出无虹膜症(aniridia,一种罕见的遗传性虹膜发育异常疾。┗颊咧械挠泄鼗蛉笔。
III.着丝粒与端粒钻研:FISH 技术为着丝粒结构钻研提供了沉要伎俩。同时利用 FISH 技术可直接观察染色体端粒,从而简化染色体核内结构及其职能的钻研。
IV.基因作图:利用FISH技术可直接检测DNA在染色体上的地位,所获得的定位了局反映的是基因在染色体上的现实物理地位。由于原位杂交不受位点内变异及位点间拷贝数差距的影响,FISH技术已成为沉复序列和多基因家族基因作图的沉要工具。
V.染色体RNA和基因组进化钻研:染色体的重要成分蕴含DNA和组蛋白,除此之表,还含有非组蛋白及RNA。对这些成分在染色体中的散布进行精确定位,是钻研染色体高级结构及构建染色体模型的沉要基础。FISH技术为上述钻研提供了有效伎俩,并在染色体RNA散布及基因组进化钻研中阐扬沉要作用。
荧光原位杂交技术重要利用于以下领域:
细胞的转录谱分析
体内表 RNAi 传递和基因敲除钻研
生物标志物钻研
汇报基因筛选
分子病理学钻研
干细胞分化钻研
细胞生物学钻研
神经生物学钻研
随着象征技术、检测试剂及荧光成像技术的不休发展,染色体FISH的利用领域持续拓展。出格是激光共聚焦显微技术的发展,使核结构的三维沉建可能在推算机辅助下实现。染色体FISH不仅可用于基因定位,还可用于钻研基因在细胞核内的空间散布及其职能关系。
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