3.分子雜交：(hybridization)
不同來源的核酸變性后，合并在一處進(jìn)行復(fù)性，這時，只要這些核酸分子的核苷酸序列含有可以形成堿基互補(bǔ)配對的片段，復(fù)性也會發(fā)生于不同來源的核酸鏈之間，形成所謂的雜化雙鏈(heterodup lex)，這個過程稱為雜交(hybridization)圖15-10，I)。雜交可以發(fā)生于DNA與DNA之間，也可以發(fā)生于RNA與RNA之間和DNA與RNA之間。例如，一段天然的DNA和這段DNA的缺失突變體(假定這種突變是DNA分子中部丟失了若干堿基對)一起雜交，電子顯微鏡下可以看到雜化雙鏈中部鼓起小泡。測量小泡位置和長度，可確定缺失突變發(fā)生的部位和缺失的多少。核酸雜交技術(shù)是目前研究核酸結(jié)構(gòu)、功能常用手段之一，不僅可用來檢驗(yàn)核酸的缺失、插入，還可用來考察不同生物種類在核酸分子中的共同序列和不同序列以確定它們在進(jìn)化中的關(guān)系。其應(yīng)用當(dāng)然遠(yuǎn)不止于確定突變位置這一例(圖15－10Ⅱ)。
圖15－10 核酸雜交及其應(yīng)用示意圖
Ⅰ.變性、復(fù)性和雜交。粗細(xì)線分別代表不同DNA。A是雜化雙鏈
Ⅱ.突變體的鑒別。B代表天然DNA；C是B的缺失突變體；虛線框內(nèi)是已缺失的部分；
D是顯示從天然DNA鏈鼓出小泡�、�.粗線代表探針，粗線上的X表示放射性標(biāo)記
在核酸雜交的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種用于研究和診斷的非常有用的技術(shù)稱探針技術(shù)(Probe)。一小段(例如十?dāng)?shù)個至數(shù)百個)核苷酸聚合體的單鏈，有放射性同位素如32P、35S或生物素標(biāo)記其末端或全鏈，就可作為探針。把待測DNA變性并吸附在一種特殊的濾膜，例如硝酸纖維素膜上。然后把濾膜與探針共同培育一段時間，使發(fā)生雜交。用緩沖液沖洗膜。由于這種濾膜能較牢固地吸附雙鏈的核酸，單鏈的在沖洗時洗脫了。帶有放射性的探針若能與待測DNA結(jié)合成雜化雙鏈，則保留在濾膜上。通過同位素的放射自顯影或生物素的化學(xué)顯色，就可判斷探針是否與被測的DNA發(fā)生雜交。有雜交現(xiàn)象則說明被測DNA與探針有同源性(homogeneity)，即二者的堿基序列是可以互補(bǔ)的。例如：想知道某種病毒是否和某種腫瘤有關(guān)，可把病毒的DNA制成探針。從腫瘤組織提取DNA，與探針雜交處理后，有雜化雙鏈的出現(xiàn)，就說明兩種DNA之間有同源性。這不等于可以說這種病毒引起腫瘤，但至少這是可以繼續(xù)深入研究下去的一條重要線索。
探針技術(shù)(圖15－10Ⅲ)在遺傳性疾病診斷上已開始應(yīng)用。例如診斷地中海貧血或血紅蛋白病，可以由已確診的病人白細(xì)胞中提取DNA，這就是診斷探針。用診斷探針檢查，不但可以對有癥狀患者進(jìn)行確診，還可以發(fā)現(xiàn)一些沒有癥狀的隱性遺傳性疾病。從胎兒的羊水也可以提取到少量DNA。由于探針技術(shù)比較靈敏，就使遺傳性疾病的產(chǎn)前診斷較為容易辦得到了。雜交和探針技術(shù)是許多分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的研究中，以及臨床診斷中得到了日益廣泛的應(yīng)用。
