Hybridisering (molekylärbiologi)

Hybridisering är när två enkelsträngade deoxiribonukleinsyra (DNA) eller ribonukleinsyra (RNA) binder till varandra med vätebindningar till komplementärt DNA eller RNA.^[1] Detta kallas annealing och ingår till exempel i andra steget i PCR. De båda strängarna behöver dock inte vara helt komplementära utan kan binda ändå beroende på omständigheter som till exempel temperatur. Om temperaturen ökas efter de båda RNA/DNA-strängarna har bundit till varandra så kan vätebindningarna brytas och då sker denaturering.

DNA-replikation och transkription av DNA till RNA är båda beroende av nukleotidhybridisering, liksom molekylärbiologiska tekniker som Southern blot och Northern blot,^[2] polymeraskedjereaktionen (PCR) och de flesta metoder för DNA-sekvensering.

Tillämpningar

Hybridisering är en grundläggande egenskap hos nukleotidsekvenser och utnyttjas i många molekylärbiologiska tekniker. Sammantaget kan genetisk släktskap mellan två arter bestämmas genom att hybridisera segment av deras DNA (DNA-DNA-hybridisering). På grund av sekvenslikhet mellan närbesläktade organismer krävs högre temperaturer för att smälta sådana DNA-hybrider jämfört med mer avlägset besläktade organismer. En mängd olika metoder använder hybridisering för att fastställa ursprunget till ett DNA-prov, inklusive polymeraskedjereaktionen (PCR). I en annan teknik hybridiseras korta DNA-sekvenser till cellulära mRNA för att identifiera uttryckta gener. Farmaceutiska läkemedelsföretag undersöker användningen av antisens-RNA för att binda till oönskat mRNA, vilket förhindrar ribosomen från att överföra mRNA till protein.^[3]

Fluorescens in situ hybridisering

Fluorescens in situ hybridisering (FISH) är en laboratoriemetod som används för att upptäcka och lokalisera en DNA-sekvens, ofta på en viss kromosom.^[4]

På 1960-talet fann forskarna Joseph Gall och Mary Lou Pardue att molekylär hybridisering kunde användas för att identifiera positionen för DNA-sekvenser in situ (det vill säga i deras naturliga positioner i en kromosom). År 1969 publicerade de två forskarna ett dokument som visar att radioaktiva kopior av en ribosomal DNA-sekvens kunde användas för att finna komplementära DNA-sekvenser i kärnan i ett grodägg.^[5] Sedan de ursprungliga observationerna har många förbättringar ökat mångsidigheten och känsligheten hos proceduren till den grad att hybridisering på plats nu anses vara ett viktigt verktyg inom cytogenetik.

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, 26 augusti 2024.

Noter

^ Felsenfeld, G; Miles, HT (1967). ”The physical and chemical properties of nucleic acids.”. Annual Review of Biochemistry 36: sid. 407–48. doi:10.1146/annurev.bi.36.070167.002203. PMID 18257727.
^ McClean, Phillip. ”Nucleic Acid Hybridizations”. DNA - Basics of Structure and Analysis. https://www.ndsu.edu/pubweb/~mcclean/plsc731/dna/dna6.htm.
^ Beckman, Mary. ”Hybridization”. Hybridization. http://www.biologyreference.com/Ho-La/Hybridization.html.
^ Levsky, JM; Singer, RH (15 July 2003). ”Fluorescence in situ hybridization: past, present and future.”. Journal of Cell Science 116 (Pt 14): sid. 2833–8. doi:10.1242/jcs.00633. PMID 12808017.
^ Pardue, ML; Gall, JG (October 1969). ”Molecular hybridization of radioactive DNA to the DNA of cytological preparations.”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 64 (2): sid. 600–4. doi:10.1073/pnas.64.2.600. PMID 5261036. Bibcode: 1969PNAS...64..600P.

Externa länkar

”James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins, and Rosalind Franklin”. Science History Institute. https://www.sciencehistory.org/historical-profile/james-watson-francis-crick-maurice-wilkins-and-rosalind-franklin. In 1962 James Watson (b. 1928), Francis Crick (1916–2004), and Maurice Wilkins (1916–2004) jointly received the Nobel Prize in physiology or medicine for their 1953 determination of the structure of deoxyribonucleic acid (DNA).
Southern hybridization & Northern hybridization

[1] Felsenfeld, G; Miles, HT (1967). ”The physical and chemical properties of nucleic acids.”. Annual Review of Biochemistry 36: sid. 407–48. doi:10.1146/annurev.bi.36.070167.002203. PMID 18257727.

[2] McClean, Phillip. ”Nucleic Acid Hybridizations”. DNA - Basics of Structure and Analysis. https://www.ndsu.edu/pubweb/~mcclean/plsc731/dna/dna6.htm.

[3] Beckman, Mary. ”Hybridization”. Hybridization. http://www.biologyreference.com/Ho-La/Hybridization.html.

[4] Levsky, JM; Singer, RH (15 July 2003). ”Fluorescence in situ hybridization: past, present and future.”. Journal of Cell Science 116 (Pt 14): sid. 2833–8. doi:10.1242/jcs.00633. PMID 12808017.

[5] Pardue, ML; Gall, JG (October 1969). ”Molecular hybridization of radioactive DNA to the DNA of cytological preparations.”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 64 (2): sid. 600–4. doi:10.1073/pnas.64.2.600. PMID 5261036. Bibcode: 1969PNAS...64..600P.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]