基因芯片的基本原理

基因芯片又稱(chēng)DNA芯片、DNA微陣列，包括寡核苷酸微陣列和cDNA微陣列，是指采用原位合成或顯微打印手段，將數(shù)以萬(wàn)計(jì)的DNA片段按預(yù)先設(shè)計(jì)的排列方式固化在載體面，并以此作為探針，產(chǎn)生二維DNA探針陣列，在一定的條件下，與樣品中待檢測(cè)的靶基因片段雜交，通過(guò)檢測(cè)雜交信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因的存在、含量及變異等信息的快速檢測(cè)。由于常用硅芯片作為固相扶持物且在制備過(guò)程中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)芯片的制備技術(shù)，所以稱(chēng)為基因芯片技術(shù)。

基因芯片技術(shù)的基本原理

基因芯片的基本原理是利用雜交的原理，即DNA根據(jù)堿基配對(duì)原則，在常溫下和中性條件下形成雙鏈DNA分子，但在高溫、堿性或有機(jī)溶劑等條件下，雙螺旋之間的氫鍵斷裂，雙螺旋解開(kāi)，形成單鏈分子(稱(chēng)為DNA變性，DNA變性時(shí)的溫度稱(chēng)丁m值)。

變性的DNA黏度下降，沉降速度增加，浮力上升，紫外吸收增加。當(dāng)消除變性條件后，變性DNA兩條互補(bǔ)鏈可以重新結(jié)合，恢復(fù)原來(lái)的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程稱(chēng)為復(fù)性。復(fù)性后的DNA，其理化性質(zhì)能得到恢復(fù)。

利用DNA這一重要理化特性，將兩個(gè)以上不同來(lái)源的多核苷酸鏈之間由于互補(bǔ)性而使它們?cè)趶?fù)性過(guò)程中形成異源雜合分子的過(guò)程稱(chēng)為雜交(hybridization)。

雜交體中的分子不是來(lái)自同一個(gè)二聚體分子。由于溫度比其他變性方法更容易控制，當(dāng)雙鏈的核酸在高于其變性溫度(Tm值)時(shí)，解螺旋成單鏈分子；當(dāng)溫度降到低于Tm值時(shí)，單鏈分子根據(jù)堿基的配對(duì)原則再度復(fù)性成雙鏈分子。因此通常利用溫度的變化使DNA在變性和復(fù)性的過(guò)程中進(jìn)行核酸雜交。

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