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雜交運用了哪些現代生物技術

發布時間:2022-10-04 01:24:35

『壹』 雜交水稻利用了什麼生物技術

與野水稻雜交,提高抗蟲害力

『貳』 分子雜交的雜交技術應用

作為探針的已知DNA或RNA片段一般為30~50核苷酸長,可用化學方法合成或者直接利用從特定細胞中提取的mRNA。探針必須預先標記以便檢出雜交分子。標記方法有多種,常用的為同位素標記法和生物素標記法。雜交方法又可分為液相雜交和固相雜交。
使單鏈DNA或 RNA分子與具有互補鹼基的另一DNA或RNA 片斷結合成雙鏈的技術。即核酸分子間的雜交。相互雜交的兩種核酸分子間有時並非完全一致,但必有一定的相關性。早在1961年有人創建了DNA與RNA間的分子雜交,但至70年代才發展成基因分析中一種重要的分析技術,可鑒定基因的特異性。例如可將具有一定已知順序的某基因的 DNA片段,標上放射性核素,構成核酸探針,將它通過分子雜交與缺陷的基因結合,產生雜交信號,從而把缺陷的基因顯示出來,藉此可對許多遺傳性疾病進行產前診斷。現又用核酸分子雜交技術診斷乙型肝炎,以及研究其他病毒性疾病和癌瘤的基因結構(癌基因)等。
核酸分子雜交的方法並不復雜。在雜交前先把待分析的DNA加熱或加鹼使之變性,分開成單鏈;然後加入放射性核素標記的核酸探針,降溫退火,即獲帶有放射性核素標記的雙鏈雜交分子。1979年又發展成轉膜雜交,即將電泳分開的核酸片段,經過轉移電泳轉移到硝酸纖維素膜上,進行固相雜交反應,用放射自顯影檢出之。此即著名的薩瑟恩氏印跡法。
無庸置疑,分子雜交的基礎是兩個核酸分子間的完全一致,或有一定的相似性或相關性。若所用的核酸探針的片段較長(幾百個核苷酸以上),可以得到很准確的鑒定結果。但若人工合成的寡核苷酸探針片段較短(如20~30個核苷酸),則難免會出現准確性差的假陽性現象。現又有非放射性核素標記核酸探針,如以鹼性磷酸酶標記的酶標核酸探針,以及以生物素標記的核酸探針等,這必將有助於推動分子雜交在臨床醫學中的廣泛應用。 雙鏈,則須先變性成為單鏈)結合到硝酸纖維素膜上,然後與溶液中的標記探針進行雜交。通過與電泳法和放射自顯影法結合,獲得雜交圖譜,再進行定性或定量分析。分子雜交方法廣泛用於生物化學、分子生物學中作為核酸片段鹼基序列的檢測與鑒定手段。在醫學領域中已用於某些病毒或細菌引起的感染性疾病的診斷。它也可用於基因工程。不同來源蛋白質的亞基結合過程也可稱為雜交。
分子雜交(molecular hybridization)不同來源的核酸單鏈之間或蛋白質亞基之間由於結構互補而發生的非共價鍵的結合。根據這一原理發展起來的各種技術統稱為分子雜交技術,核酸分子雜交技術是分子遺傳學中的重要研究方法。
核酸分子雜交具有互補的鹼基順序的單鏈核酸分子,可以通過鹼基對之間非共價鍵(主要是氫鍵)的形成即能出現穩定的雙鏈區,這是核酸分子雜交的基礎。雜種分子的形成並不要求兩條單鏈的鹼基順序完全互補,所以不同來源的核酸單鏈只要彼此之間有一定程度的互補順序(即某種程度的同源性)就可以形成雜種雙鏈。使單鏈聚合為雙鏈的過程稱為退火或復性。用分子雜交進行定性或定量分析的最有效方法是將一種核酸單鏈用同位素標記成為探針,再與另一種核酸單鏈進行分子雜交。由於同位素被檢出的靈敏度高,所以在兩種核酸分子之間即使只有百萬分之一的同源順序也可以彼檢出。
核酸分子雜交按雜交中單鏈核酸所處的狀態可分為液相、固相和原位3類。前二類方法都要求預先從細胞中分離並純化雜交用的核酸。在液相分子雜交中,兩種來源的核酸分子都處於溶液中,可以自由運動,其中有一種常是用同位素標記的。從復性動力學數據的分析可探知真核生物基因組結構的大致情況,如各類重復順序的含量及分布情況等。在固相分子雜交中,一種核酸分子被固定在不溶性的介質上,另一種核酸分子則處在溶液中,兩種介質中的核酸分子可以自由接觸。常用的介質有硝酸纖維素濾膜、羥基磷灰石柱、瓊脂和聚丙烯醯胺凝膠等。早期用瓊脂作為固定介質的分子雜交方法曾被用來測定從細菌到人多種生物的DNA的同源程度。
1975年由E.薩瑟恩首創的薩瑟恩吸印法是一種方便易行的固相雜交方法。先將待測的DNA用限制性內切酶切成片段,然後通過凝膠電泳把大小不同的片段分開,再把這些DNA片段吸印到硝酸纖維膜上,並使吸附在濾膜上的DNA分子變性,然後和預先制備的DNA或RNA探針進行分子雜交,最後通過放射自顯影就可以鑒別待測的哪個DNA片段和探針具有同源順序。精確控制雜交及洗滌條件(如溫度及鹽濃度),在同源順序中即使有一對鹼基錯配也可檢出。這技術已應用於遺傳病(基因病)的臨床診斷。另一種相似的方法是將待測的RNA片段吸印在重氮苄氧甲基(DBM)纖維素膜或濾紙上,然後和預先制備的DNA探針進行分子雜交,這種方法稱為諾森吸印法。這些技術大大地推進了分子遺傳學研究和重組DNA技術的應用。
原位(分子)雜交實際上是固相雜交的另一種形式,雜交中的一種DNA處在未經抽提的染色體上,並在原來位置上被變性成單鏈,再和探針進行分子雜交。在原位雜交中所使用的探針必須用比活性高的同位素標記。雜交的結果可用放射自顯影來顯示,出現銀粒的地方就是與探針互補的順序所在的位置。
基因定位
在基因定位的工作中,對固定在細胞學製片上的染色體DNA進行原位雜交,可以將與探針互補的順序精確地定位到染色體的一定位置上。
在基因定位工作中,還可以應用一種在電鏡下直接觀察雜種分子的原位雜交方法,即所謂的R-環法。R-環是在雙鏈DNA分子部分變性的情況下,單鏈的RNA分子和相應的DNA序列中的一條互補的單鏈形成RNA-DNA的雜合雙鏈,同時DNA的另一條單鏈向外突出而形成的環狀圖象。由於每種mRNA由特定的基因所轉錄,和這一基因的一個DNA單鏈具有互補結構,因此通過觀察標記mRNA參與構成的R環的位置就可以對產生這種mRNA的基因進行定位,這一方法還可以用來研究斷裂基因的結構。
在重組DNA技術中,有些專門的原位雜交方法可以用來篩選有探針順序的重組質粒或噬菌體。此外,分子雜交方法還可以用來分離具有特定順序的核酸分子。例如使探針與細胞的總DNA進行分子雜交,利用羥基磷灰石柱只吸附雙鏈分子的特性,可以分離與探針互補的DNA片段或RNA分子。
蛋白質分子雜交來自不同的蛋白質的亞基間也可以形成非共價鍵的結合,這是蛋白質分子雜交的基礎。蛋白質分子雜交技術可以用來研究蛋白質的結構和功能以及相似的蛋白質(如同工酶、血紅蛋白等)的親緣關系。例如通過人、狗、兔、驢、小鼠和蛙等動物的血紅蛋白的蛋白質分子雜交測驗,根據能否形成雜種分子和雜種分子的量,可以判斷它們的蛋白質分子的相似程度。 分子雜交是通過配對鹼基對之間的非共價鍵(主要是氫鍵)結合,從而形成穩定的雙鏈區。雜交分子的形成並不要求兩條單鏈的鹼基順序完全互補,所以不同來源的核酸單鏈只要彼此之間有一定程度的互補順序(即某種程度的同源性)就可以形成雜交雙鏈。分子雜交可在DNA與DNA、RNA與RNA或RNA與DNA的二條單鏈之間進行。由於DNA一般都以雙鏈形式存在,因此在進行分子雜交時,應先將雙鏈DNA分子解聚成為單鏈,這一過程稱為變性,一般通過加熱或提高pH值來實現。用分子雜交進行定性或定量分析的最有效方法是將一種核酸單鏈用同位素或非同位素標記成為探針,再與另一種核酸單鏈進行分子雜交。
雜交類型

『叄』 核酸分子雜交在生活中有哪些應用

核酸分子雜交作為一項基本技術,已應用於核酸結構與功能研究的各個方面。核酸分子雜交具有很高的靈敏度和高度的特異性,因而該技術在分子生物學領域中已廣泛地使用於克隆基因的篩選、酶切圖譜的製作、基因組中特定基因序列的定性、定量檢測和疾病的診斷等方面。因而它不僅在分子生物學領域中具有廣泛地應用,而且在臨床診斷上的應用也日趨增多。
在醫學上,目前已用於多種遺傳性疾病的基因診斷(gene diagnosis),惡性腫瘤的基因分析,傳染病病原體的檢測等領域中,其成果大大促進了現代醫學的進步和發展。
基因工程第三步目的基因的鑒定中
1.鑒定目的基因是否整合到染色體DNA上:DNA-DNA分子雜交
2.鑒定目的基因是否准確表達蛋白質:RNA-DNA分子雜交或抗原-抗體雜交。
註:其中DNA-DNA分子雜交與RNA-DNA分子雜交屬於核酸分子雜交。

『肆』 生物分子雜交技術有幾種,並從作用,原理,主要步驟等方面進行簡要說明

分子診斷的主要技術有核酸分子雜交、聚合酶鏈反應和生物晶元技術。
1.核酸分子雜交技術 具有一定互補序列和核苷酸單鏈在液相或固相中按鹼基互補配對原則締合成異質雙鏈的過程,稱為核酸分子雜交。雜交的雙方是待測核酸序列和探針序列。應用該技術可對特定DNA或RNA序列進行定性或定量檢測。
2.聚合酶鏈反應(即Polymerase chain reaction,PCR) 原理:PCR是模板DNA,引物和四種脫氧核糖核昔三磷酸(dNTP)在DNA聚合酶作用下發生酶促聚合反應,擴增出所需目的DNA。包括三個基本步驟:雙鏈DNA模板加熱變性成單鏈(變性);在低溫下引物與單鏈DNA互補配對(退火);在適宜溫度下TapDNA聚合酶催化引物沿著模板DNA延伸。
3.生物晶元技術是近年發展起來的分子生物學與微電子技術相結合的核酸分析檢測技術。最初的生物晶元技術主要目標是用於DNA序列測定、基因表達譜鑒定和基因突變體檢測和分析,所以又稱為DNA晶元或基因晶元技術。由於目前這一技術已擴展至免疫反應、受體結合等非核酸領域,出現了蛋白質晶元、免疫晶元、細胞晶元、組織晶元等,所以改稱生物晶元技術更符合發展趨勢。

『伍』 分子雜交技術具體包含了哪些物質的雜交技術這些技術之間有什麼不同

分子雜交(molecularhybridization)確定單鏈核酸鹼基序列的技術。其基本原理是待測單鏈核酸與已知序列的單鏈核酸(叫做探針)間通過鹼基配對形成可檢出的雙螺旋片段。這種技術可在DNA與DNA,RNA與RNA,或DNA與RNA之間進行,形成DNA-DNA,RNA-RNA或RNA-DNA等不同類型的雜交分子。
探針:標記方法有多種,常用的為同位素標記法和生物素標記法。雜交方法又可分為液相雜交和固相雜交。
雜交技術:目前使用較多的是固相雜交法。此法是先將待測單鏈核酸樣品(如為雙鏈,則須先變性成為單鏈)結合到硝酸纖維素膜上,然後與溶液中的標記探針進行雜交。通過與電泳法和放射自顯影法結合,獲得雜交圖譜,再進行定性或定量分析。分子雜交方法廣泛用於生物化學、分子生物學中作為核酸片段鹼基序列的檢測與鑒定手段。在醫學領域中已用於某些病毒或細菌引起的感染性疾病的診斷。它也可用於基因工程。不同來源蛋白質的亞基結合過程也可稱為雜交。
在液相分子雜交中,兩種來源的核酸分子都處於溶液中,可以自由運動,其中有一種常是用同位素標記的。從復性動力學數據的分析可探知真核生物基因組結構的大致情況,如各類重復順序的含量及分布情況等。在固相分子雜交中,一種核酸分子被固定在不溶性的介質上,另一種核酸分子則處在溶液中,兩種介質中的核酸分子可以自由接觸。常用的介質有硝酸纖維素濾膜、羥基磷灰石柱、瓊脂和聚丙烯醯胺凝膠等。早期用瓊脂作為固定介質的分子雜交方法曾被用來測定從細菌到人多種生物的DNA的同源程度。

(1)固相雜交
將參加反應的一條核酸鏈先固定在固體支持物上,一條反應核酸游離在溶液中。固體支持物有硝酸纖維素濾膜、尼龍膜、乳膠顆粒、磁珠和微孔板等。由於固相雜交後,未雜交的游離片段可容易地漂洗除去,膜上留下的雜交物容易檢測和能防止靶DNA自我復性等優點,所以最為常用。常用的固相雜交類型有:菌落原位雜交、斑點雜交、狹縫雜交、Southern印跡雜交、Northern印跡雜交、組織原位雜交和夾心雜交等。
(2)液相雜交
所參加反應的兩條核酸鏈都游離在溶液中,一種研究最早且操作復合的雜交類型,在過去的30年裡雖有時被應用,但總不如固相雜交那樣普遍。主要缺點是雜交後過量的未雜交探針在溶液中除去較為困難和誤差較高。近幾年由於雜交檢測技術的不斷改進,商業性基因探針診斷盒的實際應用,推動了液相雜交技術的迅速發展。
編輯本段固相膜核酸分子雜交(1)菌落原位雜交
(Colonyinsituhybridization)
將細菌從培養平板轉移到硝酸纖維素濾膜上,然後將濾膜上的菌落裂菌以釋出DNA,再烘乾固定DNA於膜上,與32P標記的探針雜交,放射自顯影檢測菌落雜交信號,並與平板上的菌落對位。
(2)斑點雜交
(Dotblotting)
該方法是將被檢標本點到膜上,烘烤固定。這種方法耗時短,可做半定量分析,一張膜上可同時檢測多個樣品。為使點樣准確方便,市售有多種多管吸印儀(manifolds),如MinifoldI和II、Bio-Dot(Bio-Rad)和Hybri-Dot,它們有許多孔,樣品加到孔中,在負壓下就會流到膜上呈斑點狀或狹縫狀,反復沖洗進樣孔,取出膜烤乾或紫外線照射以固定標本,這時的膜就可以進行雜交。
(3)Southern印跡雜交
(Southernblotting)
是研究DNA圖譜的基本技術,在遺傳診斷DNA圖譜分析及PCR產物分析等方面有重要價值。基本方法是將DNA標本用限制性內切酶消化後,經瓊脂糖凝膠電泳分離各酶解片段,然後經鹼變性,Tris緩沖液中和,高鹽下通過毛吸作用將DNA從凝膠中轉印至硝酸纖維素濾膜(尼龍膜也較長用)上,烘乾固定後即可用於雜交。凝膠中DNA片段的相對位置轉移到濾膜的過程中繼續保持著。附著在濾膜上的DNA與32P標記的探針雜交,利用放射自顯影術確定探針互補的每條DNA帶的位置,從而可以確定在眾多酶解產物中含某一特定序列的DNA片段的位置和大小。
(4)Northern印跡雜交
(Northernblotting)
DNA印跡技術由Southern於1975年創建,稱為Southern印跡技術。RNA印跡技術正好與DNA相對應,故被稱為Northern印跡雜交,與此原理相似的蛋白質印跡技術則被稱為westernblotting。Northern印跡雜交的RNA吸印與Southern印跡雜交的DNA吸印方法類似,只是在進樣前用甲基氧化汞、乙二醛或甲醛使RNA變性,而不用NaOH,因為它會水解RNA的2』-羥基基團。RNA變性後有利於在轉印過程中與硝酸纖維素膜結合,它同樣可在高鹽中進行轉印,但在烘烤前與膜結合得並不牢固,所以在轉印後不能用低鹽緩沖液洗膜,否則RNA會被洗脫。在膠中不能加EB,因它為影響RNA與硝酸纖維素膜的結合,為測定片段大小,可在同一塊膠上加標記物一同電泳,之後將標記物膠切下,上色、照像。樣品膠則進行Northern轉印,標記物膠上色的方法是在暗室中將其浸在含5μg/mlEB的0.1mol/L醋酸銨中10min,在水中就可脫色。在紫外光下用一次成像相機拍照時,上色的RNA膠要盡可能少接觸紫外光,若接觸太多或白熾燈下暴露過久,會使RNA信號降低。從瓊脂糖凝膠中分離功能完整的mRNA時,甲基氫氧化汞是一種強力、可逆變性劑,但是有毒,因而許多人喜用甲醛作為變性劑。所有操作均應避免RNase的污染。
(5)組織原位雜交
(Tissueinsituhybridization)
簡稱原位雜交,指組織或細胞的原位雜交,它與菌落的原位雜交不同,菌落原位雜交需裂解細菌釋出DNA,然後進行雜交。而原位雜交是經適當處理後,使細胞通透性增加,讓探針進入細胞內與DNA或RNA雜交。因此原位雜交可以確定探針的互補序列在胞內的空間位置,這一點具有重要的生物學和病理學意義。例如,對緻密染色體DNA的原位雜交可用於顯示特定的序列的位置;對分裂期間核DNA的雜交可研究特定序列在染色質內的功能排布;與細胞RNA的雜交可精確分析任何一種RNA在細胞中和組織中的分布。此外,原位雜交還是顯示細胞亞群分布和動向及病原微生物存在方式和部位的一種重要技術。
用於原位雜交的探針可以是單鏈或雙鏈DNA,也可以是RNA探針,探針的長度通常以100~400nt為宜,過長則雜交效率減低。最近研究結果表明,寡核苷酸探針(16~30nt)能自由出入細菌和組織細胞壁,雜交效率明顯高於長探針。因此,寡核苷酸探針和不對稱PCR標記的小DNA探針或體外轉錄標記的RNA探針是組織原位雜交的優選探針。

『陸』 DNA分子雜交技術主要有哪些應用

DNA分子雜交的基礎是,具有互補鹼基序列的DNA分子,可以通過鹼基對之間形成氫鍵等,形成穩定的雙鏈區。在進行DNA分子雜交前,先要將兩種生物的DNA分子從細胞中提取出來,再通過加熱或提高pH的方法,將雙鏈DNA分子分離成為單鏈,這個過程稱為變性。然後,將兩種生物的DNA單鏈放在一起雜交,其中一種生物的DNA單鏈事先用同位素進行標記。如果兩種生物DNA分子之間存在互補的部分,就能形成雙鏈區。由於同位素被檢出的靈敏度高,即使兩種生物DNA分子之間形成百萬分之一的雙鏈區,也能夠被檢出。
核酸分子雜交具有很高的靈敏度和高度的特異性,因而該技術在分子生物學領域中已廣泛地使用於克隆基因的篩選、酶切圖譜的製作、基因組中特定基因序列的定性、定量檢測和疾病的診斷等方面。因而它不僅在分子生物學領域中具有廣泛地應用,而且在臨床診斷上的應用也日趨增多。

『柒』 雜交水稻的育種是如何進行的

雜交育種有很多不同定義。 定義1:通常指遠緣雜交,或兩個遺傳不相關個體間進行繁殖後代的行為。(生態學定義) 定義2:通過交配,

首先,這是一個重大成果。由於普通水稻容易富集重金屬鎘,導致稻米中鎘超標,長期食用鎘超標大米容易導致人體重金屬鎘中毒。運用現代生物技術,將水稻中富集鎘的基因進行敲除,使得水稻不再富集鎘。作為主糧的稻米更加安全了,這是袁隆平及其團隊的重大貢獻。雜交水稻的產生有利於讓人類脫離飢荒,真正是對人類發展有著重大貢獻的東西。

『捌』 雜交技術屬於現代生物技術嗎

現代生物技術是一個復雜的技術群。基因工程僅是現代生物技術中具有代表性的一種,它的特徵是在分子水平上創造或改造生物類型和生物機能。此外,在染色體、細胞、組織、器官乃至生物個體水平上也可進行創造或改造生物類型和生物機能的工程,例如染色體工程、細胞工程、組織培養和器官培養、數量遺傳工程等,這些,也屬於現代生物技術的范疇。而為這些工程服務的一些新工藝體系,如現代發酵工程、酶工程、生物反應器工程等,同樣被納入了現代生物技術的系統。
所以雜交技術一般不認為是現代生物技術而是傳統生物技術

『玖』 雜交水稻利用什麼技術 是不是轉基因技術

沒有使用轉基因技術,僅僅是雜交,就是從個體生物在繁殖的階段抓住機會,讓他們的生殖細胞雜交,是個體力活,要在大環境才能操作;轉基因技術是用分子來改變基因,比雜交技術研究的東西小得多,沒有雜交那樣的體力勞動,在實驗室(一間小房子)就可以做。

『拾』 DNA分子雜交技術主要有哪些應用

DNA分子雜交的基礎是,具有互補鹼基序列的DNA分子,可以通過鹼基對之間形成氫鍵等,形成穩定的雙鏈區.在進行DNA分子雜交前,先要將兩種生物的DNA分子從細胞中提取出來,再通過加熱或提高pH的方法,將雙鏈DNA分子分離成為單鏈,這個過程稱為變性.然後,將兩種生物的DNA單鏈放在一起雜交,其中一種生物的DNA單鏈事先用同位素進行標記.如果兩種生物DNA分子之間存在互補的部分,就能形成雙鏈區.由於同位素被檢出的靈敏度高,即使兩種生物DNA分子之間形成百萬分之一的雙鏈區,也能夠被檢出.
核酸分子雜交具有很高的靈敏度和高度的特異性,因而該技術在分子生物學領域中已廣泛地使用於克隆基因的篩選、酶切圖譜的製作、基因組中特定基因序列的定性、定量檢測和疾病的診斷等方面.因而它不僅在分子生物學領域中具有廣泛地應用,而且在臨床診斷上的應用也日趨增多.

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