分子燈塔(Molecular beacons)，也叫分子信標，它是近幾年興起的利用核酸雜交技術對核酸分子進行檢測的新技術。這一技術是由紐約市公共健康研究協會的Tyagi和Krammer於1996年首次建立的。因其在與核酸分子互補結合之後螢光素便能開始發光，故稱為“分子燈塔”。這一技術的建立為研究核酸分子的組成、含量及對PCR過程中進行實時監控提供了快速、特異、方便的新方法。隨著人們對分子燈塔特性研究的深入及新型分子燈塔的出現，人們發現分子燈塔作為一種核酸探針，不但適用於體外核酸分析，而且適用於活體分析；不僅廣泛套用於核酸分子的研究，還是一種極好的研究蛋白質等能與核酸發生相互作用的物質的工具。
基本介紹
- 中文名：分子燈塔
- 外文名：Molecular beacons
分子燈塔的結構
分子燈塔是一個用螢光標記的、具有“髮夾”樣結構的單鏈寡聚核苷酸序列，一般含20-30個核苷酸，由兩部分組成，即環狀部分和莖部。如圖1所示：環狀部分為單鏈核苷酸，是分子燈塔的基因識別部位，它能與靶基因—— 一段DNA或RNA，在RNA聚合酶的存在下特異的互補結合。莖部是一段由4～12對鹼基(大多含有5對鹼基)互補形成的髮夾結構(Hairpin)。在莖部的末端，即5 端和3端通過連線臂(Linker)分別與螢光素和淬滅物質結合。螢光素和淬滅物質可根據研究目的的不同自行設計。如在5 端連線臂用6C的巰基連線螢光基團EDANS，在3 端連線臂用7C的氨基連線淬滅基團DABCYL。
原理 分子燈塔在未與靶序列結合以前，以環莖結構的形式存在，其莖部的雙鏈互補結構使末端的螢光基團和淬滅基團緊緊地靠在一起，二者間距離7～10 nm。螢光基團EDANS在336nm 的雷射下會激發出波長為490nm 的藍色螢光，但由於淬滅基團DABCYL與它靠得很近，因而發生了螢光共振能量轉移(fluorescence resonance energy transfer．FRET)，這樣一來，螢光基團發出的螢光就被淬滅基團吸收並以熱的形式散發掉，因而此時檢測不到螢光信號。當有靶序列存在時，分子燈塔的環狀部分的核苷酸序列可以與靶序列特異性地結合，所形成的雜交分子比分子燈塔的莖部雙鏈結構更穩定，於是雜交分子的剛性使莖部的雙鏈分子分離，也就使得螢光基團和淬滅基團分開，此時，螢光分子發出的螢光就不能被淬滅分子吸收，這樣在室溫下就可通過螢光儀或合適配置的顯微鏡觀察到螢光。
分子燈塔製備起來比較簡單，比傳統的單核苷酸製備多的要求是關於猝滅集團和螢光團的選擇的。可以用於SNP檢測，實時核苷酸檢測，實時PCR定量，等位基因辨識，多重PCR測定，臨床診斷。
