В молекулярной биологии гибридизация (или гибридизация ) — это явление, при котором одноцепочечные молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты ( ДНК ) или рибонуклеиновой кислоты ( РНК ) отжигаются с комплементарной ДНК или РНК . [1] Хотя двухцепочечная последовательность ДНК, как правило, стабильна в физиологических условиях, изменение этих условий в лаборатории (обычно путем повышения окружающей температуры) приведет к разделению молекул на отдельные нити. Эти нити комплементарны друг другу, но также могут быть комплементарны другим последовательностям, присутствующим в их окружении. Понижение окружающей температуры позволяет одноцепочечным молекулам отжигаться или «гибридизоваться» друг с другом.
Репликация ДНК и транскрипция ДНК в РНК основаны на гибридизации нуклеотидов, как и методы молекулярной биологии, включая Саузерн- и Нозерн-блоттинги [2] , полимеразную цепную реакцию (ПЦР) и большинство подходов к секвенированию ДНК .
Гибридизация является основным свойством нуклеотидных последовательностей и используется в многочисленных методах молекулярной биологии. В целом, генетическое родство двух видов может быть определено путем гибридизации сегментов их ДНК ( гибридизация ДНК-ДНК ). Из-за сходства последовательностей между близкородственными организмами для расплавления таких гибридов ДНК требуются более высокие температуры по сравнению с более отдаленно родственными организмами. Различные методы используют гибридизацию для точного определения происхождения образца ДНК, включая полимеразную цепную реакцию (ПЦР). В другом методе короткие последовательности ДНК гибридизуются с клеточными мРНК для идентификации экспрессируемых генов. Фармацевтические компании изучают использование антисмысловой РНК для связывания с нежелательной мРНК, предотвращая трансляцию мРНК рибосомой в белок. [3]
Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) — это лабораторный метод, используемый для обнаружения и локализации последовательности ДНК, часто на определенной хромосоме . [4]
В 1960-х годах исследователи Джозеф Галл и Мэри Лу Пардью обнаружили, что молекулярная гибридизация может быть использована для определения положения последовательностей ДНК in situ (т. е. в их естественных положениях внутри хромосомы). В 1969 году двое ученых опубликовали статью, демонстрирующую, что радиоактивные копии последовательности рибосомной ДНК могут быть использованы для обнаружения комплементарных последовательностей ДНК в ядре яйцеклетки лягушки. [5] С тех пор, как были сделаны эти первоначальные наблюдения, многочисленные усовершенствования повысили универсальность и чувствительность процедуры до такой степени, что гибридизация in situ теперь считается важным инструментом в цитогенетике .