DNA片段也会“游泳”!一起了解核酸检测技术

摘要:北京时间20191208关于【DNA片段也会“游泳”!一起了解核酸检测技术】的具体情况和说明,让www.bj-sanyo.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

还记得在初中的生物书上,有一位名叫孟德尔的科学家通过豌豆杂交,发现了遗传规律。

在随后的一个世纪里,科学家们都在追踪人体遗传的奥秘——遗传物质究竟是什么?

从第一次分离出核酸,到发现DNA的存在,并进一步证实DNA是遗传物质,再到60年后克里克和沃森发现DNA双螺旋结构,科学家们终于开启了分子生物学的新时代。

那么在如今的分子生物学研究中,当遇到不同的DNA片段时,我们可以通过什么方法对这些DNA片段进行区分呢?

目前科学家们发明的检测技术有很多,例如荧光溶解曲线分析、高效液相色谱分析等等,其中有一种非常基础但高效便捷的方法,那就是让DNA片段比赛“游泳”,也就是最经典的电泳法。

电泳法是怎么让DNA片段们“游”起来呢?一起来了解一下吧~

什么是DNA?

DNA这三个字母在日常生活中已经不再陌生,但很多人可能都未听说过它的全名:Deoxyribonucleic acid (脱氧核糖核酸),英文的缩写即为DNA。

它是一种长链聚合物,参与聚合的每个基本的小单位叫脱氧核糖核苷酸,每一个脱氧核糖核苷酸都由三个部分组成,即磷酸(蓝色方块)、脱氧核糖五碳糖(灰色五角形)、含氮碱基(不同颜色六边形)。

不同类型的脱氧核糖核苷酸形成的DNA链

不同的脱氧核糖核苷酸小单位通过脱氧核糖五碳糖与磷酸间形成的酯键相连,第一位脱氧核糖核苷酸的脱氧核糖五碳糖会结合第二位脱氧核糖核苷酸的磷酸,第二位脱氧核糖核苷酸的脱氧核糖五碳糖再结合第三位脱氧核糖核苷酸的磷酸。(怎么有点晕......简单来说就是1的灰色五角形与2的蓝色方块结合,2的灰色五角形再与3的蓝色方块结合)

这样以此类推,脱氧核糖核苷酸们一个串一个,就组成DNA长链的骨架。

同时,每个脱氧核糖单位都会与某一种碱基相连,组成生物界DNA的碱基有四种,分别称为A、T、C、G,这些碱基沿着DNA长链排列。人类身体的所有的遗传奥秘就蕴藏在这四个字母的排列组合中,排列后形成的序列就是我们常说的遗传信息。

但DNA中存在着大量的冗余信息,真正与遗传相关的只是DNA上零零散散的一些片段,这些DNA片段被称为基因。

通常不同基因所包含的脱氧核苷酸数量是不同的,这也就意味着不同基因的DNA片段长度不同。因此,大多数情况下,如果区分出了DNA片段的长度,我们就能间接推测出它是哪种基因,也就了解了与遗传相关的信息。DNA“游泳”的驱动力—电场

在用于给DNA片段“竞赛”的“泳池”中,装的并不是普通的蒸馏水,而是一种名为TAE(Tris base三羟基氨基甲烷+acetic acid乙酸+EDTA)的缓冲液。

这种缓冲液的pH值相对于DNA分子来说非常高,而核酸DNA片段在pH值如此高的溶液中就会带上负电。因此,DNA分子一旦“入水”就会浑身带上负电。

常见的电泳槽(红色为阳极,黑色为阴极)

此时,如果我们在“泳池”的两端施加一定大小的电压,DNA就会在电场力的带动下向正极方向移动,满身负电的DNA长链片段就获得了“游泳”的动力。

人们把溶液中带电荷的微粒在电场中的取向运动形象地称为电泳。

不过,缓冲液对不同长度DNA分子片段的阻碍作用几乎是一样的。这意味着,在这场“游泳比赛”中,几乎所有DNA分子都是并列第一,无法进行分辨。

因此,科学家们又在“泳池上”下了文章,建造了更为特殊的泳池——琼脂糖凝胶。不一般的“泳池”:琼脂糖障碍赛

琼脂糖是一种从海藻中提取出来的线状高聚物,呈白色粉末状。

制作琼脂糖凝胶时,首先需取一些琼脂糖加入缓冲液中,加热使其溶解成一种清澈、透明的胶状液体,趁热倒入胶模中,并在其一端插进一把“梳子”。

经冷却,胶体凝固成一种固体基质。此时,缓慢地拔出梳子,凝胶就会形成一排小孔,用于放入混有不同长度DNA分子片段的缓冲液,这里就是DNA片段分子的“起跑处”了。

DNA样品被缓缓地加入琼脂糖凝胶中 (为方便观察样液被染成蓝色)

这时的琼脂糖凝胶看起来就像一块大“果冻”一样,但是这个“果冻”的内部可不一般,它会形成重重叠叠的线性凝胶网孔,就像训练士兵的障碍跑道一样,布满了天罗地网。

不同大小DNA分子在琼脂糖电泳中逐渐分开的过程

这样一来,长链的DNA片段分子想要钻过这重重的网孔,势必会比短链的DNA片段分子花费更长的时间。

人们利用这种“障碍赛”的形式,可以很轻松地区分不同长度的DNA片段。

如果某种DNA片段在一定时间内游得更远,说明凝胶对它的阻碍作用越小,该种DNA片段的长度就越短。反之,如果某种DNA片段在一定时间内游得很近,则说明它的长度很长。

于是,通过长短的不同,人们就可以区分出不同种类的DNA片段了。

DNA片段电泳的原理示意图

我们还可以通过调整琼脂糖的浓度给这场“障碍赛”设置不同的难度等级,用于分离不同分子量的核酸DNA片段。

当我们调高琼脂糖的浓度时,长链的DNA片段在更加细密的网格中将会“寸步难行”,而短链DNA片段之间的小小的“游速”差异将会被放大,变得更加明显。

这就仿佛一场高难度的比赛,大部分的普通人(长链DNA)都直接被拦在了入口,只剩下“高手”(短链DNA)间的较量。

同理,如果我们降低琼脂糖的浓度,相当于降低了比赛的难度,“高手”们将个个都是满分,短链DNA间的差距会缩小乃至变得无法区分,而长链DNA间的差距会更为明显。

因此,在真正的研究中,一般都会先根据DNA片段的预估大小,选择合适的琼脂糖浓度,之后再制胶进行电泳比赛的裁判—Marker

除了让未知大小的DNA片段们加入这场电泳“比赛”,为了在电泳完成后更精确地判断DNA分子的大小,“比赛”中还会随行一位“裁判”,它被称为Marker,也就是标记物。

它是由一连串已知大小的DNA片段序列混合在一起组成的,也就意味着,这个小孔里加入的DNA片段分子,有各种各样的长度,它们会在电场的作用下,前进到不同的位置,这时横向对比这些标记物,就可以大致推算出未知样品中DNA链的大致长度。

不同染料会在紫外线下呈现出不同的颜色

(两边的泳道即为含有多种分子量的标记物Marker)

在电泳完成后,还需要最后一步,就是如何才能观察到这些无色又微小DNA片段分子呢?奥秘也在于这个“泳池”中。

在制作琼脂糖凝胶未凝固时,还需要在里面加入一种荧光染料。这种染料会嵌合在DNA片段分子上,并在紫外光的照射下发出荧光。

在电泳完成后,需要将琼脂糖整块放入暗室中,打开紫外灯观察,此时在有DNA分子停留的位置上,就会显示有淡淡的荧光。

经过这一场小小的“游泳”比赛后,不同大小的核酸DNA片段就会乖乖地分开,研究者们根据得到的信息就可以进一步进行相关研究。

核酸电泳是进行核酸DNA片段研究的重要手段,它不仅可以分析脱氧核糖核酸DNA,同时它也能分析核糖核酸RNA(核糖核酸)。

核酸电泳也是核酸探针、核酸扩增和序列分析等新技术中不可或缺的一部分。

虽然现在出现了越来越多的科技含量更高的分析核酸DNA的方法,但是核酸电泳凭借自身的便捷性与相对低廉的成本,它都将是短时间内不可取代的DNA分析手段呢!


查看更多

实时推荐

名叫“耶稣”却被称为“新卡卡”!皇马17岁新援雷尼尔值得期待
推荐 免费av 2020-01-22 18:52 97 4081
金毛身体太单薄,网友给它买肉补补,狗:要是炖熟就更好了
推荐 免费av 2020-01-22 18:52 240 7117
春节民俗文化体验活动在埃及举办
推荐 免费av 2020-01-22 18:52 615 6756
厦门市中医院凤凰花志愿服务队开展 “保健茶饮送温暖”志愿活动
推荐 免费av 2020-01-22 18:52 153 4695
近几天确诊病例的数字激增,原因是啥?
推荐 免费av 2020-01-22 18:52 392 6497
山西省确认首例新型肺炎确诊病例
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 826 989
收房面积有误差,别被开发商多退少补忽悠了
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 288 4455
交房后迟迟办不下房产才知危害有多大,收房时别大意
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 492 5130
收房时没有这一表,收了房也不代表是房子的主人
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 930 1804
奥运之后,刘诗雯还会继续征战吗?找答案要看奥运表现
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 868 4674
俩外地男孩在索菲亚广场走丢!5个派出所“大搜索”……
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 540 4215
为期10天实行全封闭交通管制!路过五店市的注意了
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 430 1350
“误杀”温暖的爱
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 758 1297
球员盘点 | 齐祖领衔,ICON新成员,登场
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 905 9152
英雄联盟:LPL首周黑榜——冠军野辅齐迷失,xiye未达到期待值
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 667 9649
藏书近万册!泸州又一家24小时城市书房投用,还要建3家
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 401 6046
齐齐哈尔支队党委常委广泛深入基层单位慰问一线指战员
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 659 5198
过气歌手林依轮,虽然没了热度,却成了无数人羡慕的人生赢家
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 764 5302
30年前中国的街边小吃,全吃过的,至少也是“孩子他爸”了吧
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 270 2135
连续7年!每年从北京回遵义过年,她都要免费接送乘客
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 377 6824
哈尔滨市13座公园园厕投用 都设有“第三卫生间”
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 898 6804
青椒面筋鸡
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 325 520
春节假期天气一览:河北大部以晴为主 冷空气活动较弱
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 303 8282
“置办”年货,任性小偷三进宫,家中景象惊呆民警
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 682 7281
《魔域》的闷声发大财之路,阿拉玛之魂模式背后究竟是什么猫腻
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 180 3614
ESRB评级信息显示《梦境》免费试玩版或将上线
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 875 1913
获瑞银首予“买入”评级 保利物业涨逾5% 刷新上市新高
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 506 6149
百万警进千万家 临河公安架起警民“连心桥”
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 466 5596
强奸罪的认定,需要下列证据
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 407 8064
黄晓明现身,穿黑色长款羽绒服搭白衬衫,梳个大背头帅气儒雅
推荐 免费av 2020-01-22 18:51 333 676
美味的牛肉怎么做才好吃?西兰花牛柳,这样做的美食最好吃
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 948 1515
西岛“村晚”唱响美丽渔村之声 敬一丹受邀讲述女民兵故事
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 723 1947
普安县人民检察院召开年度工作总结大会
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 705 7239
普法进行时 | 大手拉小手,人人学做小法官
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 505 6676
“春满中原老家河南”系列活动之唱响涡北新时代
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 587 7842
【送温暖】新春送关怀区政协、区委统战部组织爱心企业家 走访慰问帮扶贫困户
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 129 2768
【新春走基层】城中区生态环境局:加强节前环境安全稳定 切实解决群众信访工作
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 159 6349
肖战孟子义在路边趴着吃饭,王一博替身太像真人,粉丝只能凭痣认了
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 775 3687
秦安县福雨塑业举办2020年春节年会活动
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 754 2785
新加坡三大顶级名校-新加坡管理大学,(申请时间&条件)
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 836 4489
官方明确国有农用地出租政策,这种情况免征增值税
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 837 7783
物质和爱情,12星座会如何选择?
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 465 1775
莱州市交运局迎新春联欢晚会鼓士气展风采
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 972 9831
泸州:日子红红火火 脱贫户老喻杀年猪
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 933 5077
【新春走基层】辞旧迎新民同庆 走访慰问暖人心
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 718 2821
联想携手女排励志“大片”里这款电脑到底什么来路?
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 848 1042
装修贴瓷砖,国内外开始流行“圆角收边”,美观又实用,太个性了
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 327 7306
【送温暖】锦州市太和区武装部春节前夕走访慰问薛家街道困难户
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 663 3167
男神收割机倪妮,时尚界的新标杆,各种造型风格通通能hold住
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 303 720
暖心!阳谷交警警车开道,争分夺秒救人危急
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 300 3635
《玩命三日》曝新年海报,这个小细节亮了,网友:不愧是老司机
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 298 6400
许昕刘诗雯传来好消息!刘国梁作出关键决定,他俩肩负起重要任务
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 93 2088
颜值超高星座排行榜,处女座美如冠玉,天蝎座后起之秀!
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 151 2438
新春走基层:区领导领衔慰问园区企业 对接科技创新与落地服务
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 173 4108
很痴情,爱一个人就会真心实意的3星座
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 539 885
TVB:香港确诊首宗新型肺炎个案 患者由深圳抵港
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 320 3799
图片编辑软件Sketch如何打败Adobe?更快、更轻、更值
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 999 1479
陈伟霆天生衣架子!肥大夸张的裤子穿出潮流范,少数人敢尝试
推荐 免费av 2020-01-22 18:50 542 8504
贵州严查利用茅台酒谋取私利问题397起,处理379人
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 935 3186
外交部:中国正不断采取有力措施加大知识产权保护力度
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 401 2645
赵疃社区:这里年味儿正浓
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 102 1180
新图案的 Honda CBR250RR、MSX125 现身
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 383 8774
金昌市网络文化协会向全国人民拜年
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 687 8967
株洲交警发布典型案例,这些行为春节期间将严查
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 667 9618
潮搭汇丨吴亦凡的花朵大片 绝美清新少年气!
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 972 913
庆余年:朝堂背诗,陈道明老师现场演技教学,张若昀学习很乖巧
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 390 5984
32-47岁,黄金15年,你需要做的10件事写的真好
推荐 免费av 2020-01-22 18:49 626 1412
连续4日净买入 宁德时代获深股通净买入6.43亿元
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 608 1686
确定!乒联官网更新刘诗雯奥运或将身兼3项,伊藤美诚资格仍待定
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 765 5443
他们说好丁克,41岁时思想改变,高龄产子,今儿子6岁一家幸福
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 316 1051
语言节目数量创历年之最 春晚第四次彩排圆满举行
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 150 3666
继暗示徐峥后,疑陈思诚朋友圈再鼓励大家戴口罩观影,22字很心酸
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 432 1581
成都市双流区怡心湖三个功能主题区:生态湿地区、滨湖游览区和农耕体验区
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 787 2233
创业板强势回归!A股风格悄然生变 四大“核心资产”遭机构减持
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 583 1507
信用卡在使用时,持卡人容易犯下哪些错误?
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 226 4426
市人社局召开全市“粤菜(客家菜)师傅”工程工作推进会议
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 118 3679
47岁李冰冰:她曾经被娱乐圈裹挟,如今只是活得更真我
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 822 4401
苏亚雷斯缺阵巴萨再无强力中锋,谁能担负起在禁区支点的作用?
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 806 5602
春晚主持新阵容,佟丽娅究竟好在哪?难道因为长得美?
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 726 8213
熊黛林请人挪车遭白眼,直言想骂人,意外曝光出行座驾,太低调了
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 875 3635
慈父冰城探亲迷方向,辅警暖心助力来帮忙!
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 912 5226
牛仔裤不仅修饰双腿,还可以让微胖的小姐姐身材更优美
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 575 3768
春节串亲戚,这五种逗娃行为家长一定要及时制止!
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 517 4305
凌源市融媒体中心部署春节期间安全播出工作
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 366 6331
电脑键盘有何作用?这些可能被你忽视,能提升效率
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 769 1497
惊现“黑天鹅”!拉夏贝尔巨亏或达21亿 连亏2年面临退市风险
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 143 5443
帕金森综合症晚期症状有哪些
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 179 6041
3种人,不适宜喝茶,“茶瘾”犯了也要忍住
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 519 1688
专家提醒:糖尿病患者安全过春节的13个注意事项,早知道早受益
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 801 1228
注意!地高辛可不能多吃,过量服用易中毒
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 901 6613
电影《亲爱的》带你走进团体心理辅导与治疗
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 111 6358
这次真没飘,这几款帅气跑车月薪5000都敢看
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 746 9730
面包车也能玩漂移 辽宁车友的长安之星3改装案例
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 129 9673
雪铁龙C4 Cactus继任车型冬季测试谍照 有望年底亮相
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 514 9809
“朋友”变“坑友”!张家口警方破获特大机动车诈骗案
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 667 1837
生命与时间赛跑,我们一直在努力
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 157 5205
云南城投:2019年归母净利润亏损29.5亿元–24.5亿元
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 109 1628
山西确诊首例新型肺炎病例 患者曾去武汉旅游
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 639 4733
绿景控股:2019年归母净利润亏损1300万元–900万元
推荐 免费av 2020-01-22 18:48 422 7973
同曦和广厦比赛现争议判罚,亚布塞莱顶撞裁判被罚出场,怎么看?
推荐 免费av 2020-01-22 18:47 200 3461