2025/4/14 14:39:00

一、基本原理

1.DNA 熔解性质:

DNA 双螺旋结构在一定条件下可以解链,这个过程称为变性。

DNA 50%发生变性时的温度称为熔解温度(Tm)。Tm 值主要取决于 DNA 分子中 GC 含量的多少,GC 含量越高,Tm 值越高。

2.变性梯度凝胶:

DGGE 将凝胶设置在双重变性条件下:温度 50~60℃,变性剂(如尿素和甲酰胺)浓度 0~100%。

凝胶中的变性剂浓度呈梯度增加,形成变性梯度。

3.DNA 片段迁移与分离:

当一双链 DNA 片段通过变性剂浓度呈梯度增加的凝胶时,该片段迁移至某一点,其变性剂浓度恰好相当于此段 DNA 的低熔点区的 Tm 值,此区便开始熔解,而高熔点区仍为双链。

这种局部解链的 DNA 分子迁移率发生改变,导致不同序列的 DNA 片段在凝胶中的迁移速度不同,从而实现分离。

 

二、分离机制

1.Tm 值差异:

不同序列的 DNA 片段由于其碱基组成不同,其 Tm 值也不同。

在变性梯度凝胶中,Tm 值较低的 DNA 片段在低浓度变性剂区域就开始解链,迁移速度减慢;而 Tm 值较高的 DNA 片段则在高浓度变性剂区域才开始解链,迁移速度相对较快。

2.GC 夹的作用:

为了提高 DGGE 的突变检出率,可以在 PCR 引物的 5' 端加上一个 30~40bp 的 GC 结构(称为 GC 夹)。

GC 夹具有非常高的解链温度,可以防止 DNA 片段在 DGGE 胶中完全解链,从而增加突变分子与野生型分子之间的电泳迁移率差异。

 

三、实验应用

DGGE 技术广泛应用于基因突变检测、微生物群落多样性分析等领域。通过 DGGE 图谱,可以直观地观察到不同样品中 DNA 片段的多样性和差异,进而进行进一步的分析和研究。

 

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