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  • 發布時間:2020-09-01 10:14 原文鏈接: PCRSSCP的原理特點、操作方法和應用1

    隨著分子生物學技術的發展,檢測基因結構和突變的方法不斷涌現.尤其是PCR技術問 世以后,各種與PCR相結合的基因檢測技術進一步推動了基因研究的發展.如不對稱 PCR產物的直接測序、核糖核酸酶酶切法(Ribonuclease cleavage,RNAase)、限制性 片段長度多態性分析(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)等等已成 為基因分析的有力工具.但這些方法操作比較繁瑣,局限性較大,或要求實驗條件高,不適合一般臨床實驗室使用.1989年問世的PCR-SSCP(下文稱 SSCP)作為檢測基因 突變的方法,經不斷地改進和完善,更為簡便、快速、靈敏,不但用于檢測基因點突 變和短序列的缺失和插入,而且還被用于DNA定量分析,監測PCR診斷實驗中的交叉污染情況,以及傳染源的調查等.由于SSCP的突出的優點,近幾年被大量地應用。

    一、SSCP的原理及特點

    日本Orita等研究發現,單鏈DNA片段呈復雜的空間折疊構象,這種立體結構主要是由 其內部堿基配對等分子內相互作用力來維持的,當有一個堿基發生改變時,會或多或 少地影響其空間構象,使構象發生改變,空間構象有差異的單鏈DNA分子在聚丙烯酰 胺凝膠中受排阻大小不同.因此,通過非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE),可以非常 敏銳地將構象上有差異的分子分離開.作者稱該方法為單鏈構象多態性 (Single-Strand Conformation Polymorphism,SSCP)分析.在隨后的研究中,作者又 將SSCP用于檢查PCR擴增產物的基因突變,從而建立了PCR-SSCP技術,進一步提高了 檢測突變方法的簡便性和靈敏性.其基本過程是:①PCR擴增靶DNA;②將特異的PCR擴增 產物變性,而后快速復性,使之成為具有一定空間結構的單鏈DNA分子;③將適量的單 鏈DNA進行非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳;④最后通過放射性自顯影、銀染或溴化乙錠顯色分析結果.若發現單鏈DNA帶遷移率與正常對照的相比發生改變,就可以判定該鏈構象發生改變,進而推斷該DNA片段中有堿基突變.該方法簡便、快速、靈敏,不需要特殊的儀器,適合臨床實驗的需要.但它也有不足之處.例如,只能作為一種突變檢測方 法,要最后確定突變的位置和類型,還需進一步測序;電泳條件要求較嚴格;另外,由于SSCP是依據點突變引起單鏈DNA分子立體構象的改變來實現電泳分離的,這樣就可能會出現當某些位置的點突變對單鏈DNA分子立體構象的改變不起作用或作用很小時,再加上其他條件的影響,使聚丙烯酰胺凝膠電泳無法分辨造成漏檢.盡管如此該方法和其他方法相比仍有較高的檢測率.首先,它可以發現靶DNA片段中未知位置的堿基突變。Takao,經實驗證明小于300bp的 DNA片段中的單堿基突變,90%可被SSCP發現,他認為現在知道的所有單堿基改變絕大多數可用該方法檢測出來。另外,SSCP方 法可通過聚丙烯酰胺凝膠電泳將不同遷移率的突變單鏈DNA分離,并且還可以進一步提純。用這種方法可以最終從DNA序列水平上鑒別突變DNA片段。

    二、SSCP的不斷改進

    SSCP技術自創立以來,經歷了自身發展和完善的過程,剛建立時是將同位素摻入PCR 擴增物中,通過放射自顯影來顯示結果.這給該技術的推廣造成一定的困難,隨著DNA 銀染方法與PCR-SSCP結合,尤其是直接溴乙錠染色方法的應用,使得該方法大大簡化。 最近,SSCP值得注意的改進是將DNA-SSCP分析,改為RNA-SSCP分析,其基本原理是: RNA有著更多精細的二級和三級構象,這些構象對單個堿基的突變很敏感,從而提高 了檢出率,其突變檢出率可達90%以上。另外,RNA不易結合成雙鏈,因此可以較大量 的進行電泳,有利于用溴化乙錠染色.但該方法增加了一個反轉錄過程;還需要一個較長的引物,內含有啟動RNA聚合酶的啟動序列,從而相對地增加了該方法的難度。

    為了進一步提高SSCP的檢出率,可將SSCP分析與其它突變檢測方法相結合。其中與雜交雙鏈分析(Heterocluplex analysis,Het)法結合可以大大提高檢出率.Het法是用 探針與要檢測的單鏈DNA或RNA進行雜交,含有一對堿基對錯配的雜交鏈可以和完全互補的雜交鏈在非變性PAG凝膠上通過電泳被分離開.對同一靶序列分別進行SSCP和Het 分析可以使點突變的檢出率接近100%,而且實驗簡便。

    三、PCR-SSCP的實驗操作

    在小于1Kb長度的情況下,DNA片段長度與丙烯酰胺的濃度選擇如下:

    DNA片段長度(核苷酸數) 丙烯酰胺(%)
    1Kb~700b 3.5
    700b~500b 5
    500b~200b 8
    200b 12

    在進行SSCP前首先要通過PCR擴增出特異性好的產物(瓊脂糖電泳不能有過強的拖尾)。


    1)制備聚丙烯酰胺凝膠(PAG)

    按上表制所需的膠液,將梳子插入模子,從梳子一端加入膠,當膠液快到梳齒時,使 模子向加膠端傾斜,繼續慢慢加膠,邊加邊放端模子以防止氣泡形成,室溫放置1h使 之凝固.然后拔掉梳子,頂部加入1×TBE封閉,備用。


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