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 обычно стабильна в физиологических условиях, изменение этих условий в лаборатории (обычно путем повышения температуры окружающей среды) приведет к разделению молекул на одиночные нити. Эти цепи комплементарны друг другу, но также могут быть комплементарны другим последовательностям, присутствующим в их окружении. Понижение окружающей температуры позволяет одноцепочечным молекулам отжигаться или «гибридизироваться» друг с другом.
Репликация ДНК и транскрипция ДНК в РНК основаны на гибридизации нуклеотидов, как и методы молекулярной биологии, включая Саузерн-блоттинг и Нозерн-блоттинг , [2] полимеразную цепную реакцию (ПЦР) и большинство подходов к секвенированию ДНК .
Гибридизация является основным свойством нуклеотидных последовательностей и используется во многих методах молекулярной биологии. В целом генетическое родство двух видов можно определить путем гибридизации участков их ДНК ( гибридизация ДНК-ДНК ). Из-за сходства последовательностей между близкородственными организмами для плавления таких гибридов ДНК требуются более высокие температуры по сравнению с более отдаленно родственными организмами. Различные методы используют гибридизацию для 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 возможность использования антисмысловой РНК для связывания нежелательной мРНК, не позволяя рибосоме транслировать мРНК 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 молекулярную гибридизацию можно использовать для определения положения последовательностей ДНК in situ (т. е. в их естественных положениях внутри хромосомы). В 1969 году двое ученых опубликовали работу, демонстрирующую, что радиоактивные копии последовательности рибосомальной ДНК можно использовать для обнаружения комплементарных последовательностей ДНК в ядре яйца лягушки. [5] Со времени этих первоначальных наблюдений многие усовершенствования увеличили универсальность и чувствительность процедуры до такой степени, что гибридизация in situ теперь считается важным инструментом в цитогенетике .