引言

随着生命科学研究的深入，研究技术的革新与进步，我们认识了蛋白质和DNA等生物大分子，我们也能深入研究这些生物大分子的结构及其作用。研究生物分子结构和功能的常见技术包括聚合酶链式反应、分子印迹杂交技术、酶联免疫吸附技术、免疫沉淀技术、RNA干扰技术以及组学技术。本期栏目让我们一起走近探寻生物分子的那些事，了解分子生物学的基本原理。

聚合酶链式反应（PCR）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术。其基本原理是利用DNA在体外加热至95°高温时变性会变成单链，然后在温度降低到55℃左右时，引物与单链DNA按照碱基互补配对的原则结合，最后，温度被调整至72℃左右，DNA聚合酶开始沿着磷酸到五碳糖（5'-3'）的方向合成互补链，以此不断循环，可以将目的基因扩增到几百万倍。目前较为常用的实时荧光定量PCR属于定量PCR的范畴，进一步可分为荧光染料法（SYBR Green技术）和荧光探针法（TaqMan技术）。

PCR进行DNA分子扩增和循环

分子印迹杂交技术又包括了检测基因组DNA的 Southern blotting、检测mRNA的表达水平的Northern blotting和检测蛋白质水平的Western blotting技术。前两者有相同的原理，分别将DNA片段和RNA经变性、电泳后转移到固相支持物上。Western blotting技术是将蛋白质转移并固定在化学合成膜的支撑物上的过程，依赖亲相反应、免疫反应以及显色系统，区分对比不同分子质量的蛋白质。

Southern blotting流程

▲Northern blotting流程

Western blotting 流程

酶联免疫吸附测定（ELISA），是一类常用的免疫酶技术。主要方法是将已知的抗原或抗体吸附在固相载体表面，然后利用酶标记（偶联）的抗体或抗原与之孵育，加入显色剂显色，通过酶标仪测定待测物颜色与标准物颜色的差异，绘制出酶活曲线得出待测物浓度。ELISA可用于测定抗原，也可用于测定抗体。

酶联免疫吸附测定（ELISA）流程

免疫沉淀（Immunoprecipitation，IP）也是利用抗原抗体特异性结合的原理，根据实验目的分为IP、免疫共沉淀（Co Inmunoprecipitation，Co-IP）、染色质免疫沉淀（Chromatin Immunoprecipitation, Ch-IP）和RNA结合蛋白免疫沉淀（RNA Binding Protein Immunoprecipitation，R-IP）。

免疫沉淀技术对比

RNA干扰技术是利用一些小的双链RNA（dsRNA）高效、特异地阻断体内特定基因表达，促使mRNA降解，诱使细胞表现出特定基因缺失的表型的一项技术。

RNA干扰（RNAi)的相关原理及实验流程

多组学技术包含了基因组学、转录测序组学、蛋白组学、代谢组学技术，通过两种或两种以上的组学研究方法联合分析，从多维度系统分析复杂生命系统的机理和表型。

组学研究内容

总之，为了精准地进行生命科学研究，必须先具备合适的科研工具和技术。利用这些技术使我们能够从多维度和多角度深入探索并解析生物分子层面上的生命活动机制。

组学研究方案

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