回聲測深

[拼音]：fenzi zajiao

[英文]：molecular hybridization

不同來源的核酸單鏈之間或蛋白質亞基之間由於結構互補而發生的非共價鍵的結合。根據這一原理髮展起來的各種技術統稱為分子雜交技術，核酸分子雜交技術是分子遺傳學中的重要研究方法。

核酸分子雜交

具有互補的鹼基順序的單鏈核酸分子，可以通過鹼基對之間非共價鍵(主要是氫鍵)的形成即能出現穩定的雙鏈區，這是核酸分子雜交的基礎。雜種分子的形成並不要求兩條單鏈的鹼基順序完全互補，所以不同來源的核酸單鏈只要彼此之間有一定程度的互補順序(即某種程度的同源性)就可以形成雜種雙鏈。分子雜交可在DNA與DNA、RNA與RNA或RNA與DNA的二條單鏈之間進行。由於DNA一般都以雙鏈形式存在，因此在進行分子雜交時，應先將雙鏈DNA分子解聚成為單鏈，這一過程稱為變性，一般通過加熱或提高pH值來實現。使單鏈聚合為雙鏈的過程稱為退火或復性。用分子雜交進行定性或定量分析的最有效方法是將一種核酸單鏈用同位素標記成為探針，再與另一種核酸單鏈進行分子雜交。由於同位素被檢出的靈敏度高，所以在兩種核酸分子之間即使只有百萬分之一的同源順序也可以被檢出。

核酸分子雜交按雜交中單鏈核酸所處的狀態可分為液相、固相和原位 3類。前二類方法都要求預先從細胞中分離並純化雜交用的核酸。

在液相分子雜交中，兩種來源的核酸分子都處於溶液中，可以自由運動，其中有一種常是用同位素標記的。從復性動力學資料的分析可探知真核生物基因組結構的大致情況，如各類重複順序的含量及分佈情況等。在固相分子雜交中，一種核酸分子被固定在不溶性的介質上，另一種核酸分子則處在溶液中，兩種介質中的核酸分子可以自由接觸。常用的介質有硝酸纖維素濾膜、羥基磷灰石柱、瓊脂和聚丙烯醯胺凝膠等。早期用瓊脂作為固定介質的分子雜交方法曾被用來測定從細菌到人多種生物的DNA的同源程度（見分子進化）。

1975年由E.薩瑟恩首創的薩瑟恩吸印法是一種方便易行的固相雜交方法。先將待測的 DNA用限制性內切酶切成片段，然後通過凝膠電泳把大小不同的片段分開，再把這些DNA片段吸印到硝酸纖維膜上，並使吸附在濾膜上的 DNA分子變性，然後和預先製備的DNA或RNA探針進行分子雜交，最後通過放射自顯影就可以鑑別待測的哪個DNA 片段和探針具有同源順序。精確控制雜交及洗滌條件（如溫度及鹽濃度），在同源順序中即使有一對鹼基錯配也可檢出。這技術已應用於遺傳病（基因病）的臨床診斷。另一種相似的方法是將待測的 RNA片段吸印在重氮苄氧甲基(DBM)纖維素膜或濾紙上，然後和預先製備的DNA探針進行分子雜交，這種方法稱為諾森吸印法。這些技術大大地推進了分子遺傳學研究和重組DNA技術的應用。

原位（分子）雜交實際上是固相雜交的另一種形式，雜交中的一種DNA處在未經抽提的染色體上，並在原來位置上被變性成單鏈，再和探針進行分子雜交。在原位雜交中所使用的探針必須用比活性高的同位素標記。雜交的結果可用放射自顯影來顯示，出現銀粒的地方就是與探針互補的順序所在的位置。

在基因定位的工作中，對固定在細胞學制片上的染色體DNA進行原位雜交，可以將與探針互補的順序精確地定位到染色體的一定位置上（見圖）。

在基因定位工作中，還可以應用一種在電鏡下直接觀察雜種分子的原位雜交方法，即所謂的R-環法。R-環是在雙鏈DNA分子部分變性的情況下，單鏈的RNA分子和相應的DNA序列中的一條互補的單鏈形成RNA-DNA的雜合雙鏈，同時DNA的另一條單鏈向外突出而形成的環狀圖象。由於每種mRNA由特定的基因所轉錄，和這一基因的一個DNA單鏈具有互補結構，因此通過觀察標記mRNA參與構成的R環的位置就可以對產生這種mRNA的基因進行定位，這一方法還可以用來研究斷裂基因的結構。

在重組DNA技術中，有些專門的原位雜交方法可以用來篩選有探針順序的重組質粒或噬菌體（見基因文庫）。

此外，分子雜交方法還可以用來分離具有特定順序的核酸分子。例如使探針與細胞的總 DNA進行分子雜交，利用羥基磷灰石柱只吸附雙鏈分子的特性，可以分離與探針互補的DNA片段或RNA分子。

蛋白質分子雜交

來自不同的蛋白質的亞基間也可以形成非共價鍵的結合，這是蛋白質分子雜交的基礎。蛋白質分子雜交技術可以用來研究蛋白質的結構和功能以及相似的蛋白質（如同工酶、血紅蛋白等）的親緣關係。例如通過人、狗、兔、驢、小鼠和蛙等動物的血紅蛋白的蛋白質分子雜交測驗，根據能否形成雜種分子和雜種分子的量，可以判斷它們的蛋白質分子的相似程度。