1. Biến tính (denaturation) và hồi tính (renaturation)
Hai mạch đơn của phân tử AND gắn với nhau nhờ các liên kết hydro.Khi đun nĩng DNA từ từ, vượt quá nhiệt độ sinh lý (khoảng 80- 95oC), các liên kết hydro giữa 2 mạch bị đứt và chúng tách rời nhau. Trước tiên các mối liên kết A-T, khi nhiệt độ > 90oC các liên kết G -C bị đứt. Đĩ là hiện tượng biến tính của DNA.
Nhiệt độ mà ở đĩ 2 mạch DNA tách rời nhau được gọi là điểm chảy melting poin) của DNA: Tm. Nhiệt độ này đặc trưng cho mỗi loại DNA, phụ
thuộc vào số lượng các liên kết hydro. DNA cĩ tỷ lệ G-C cao sẽ cĩ điểm chảy cao. DNA cĩ 60% G-C thì điểm chảy là 95oC.
Hình 1.18 Sự biến tính và hồi tính của DNA
Ngồi nhiệt độ, người ta cịn dùng chất formanide (NH2 -CH = 0) làm biến chất DNA ở 40oC
Các DNA bị biến chất được hạ nhiệt độ từ từ, ở 60o -700C các nucleotide sẽ gắn lại với nhau để tạo nên DNA mạch kép. Hiện tượng này gọi là hồi tính.
Cĩ thể biết được DNA bị biến tính hoặc chưa nhờ vào sự gia tăng hấp thụ tia cực tím khi bị biến tính và sự giảm hấp thu tia cực tím khi hồi tính. Giá trị mật độ quang tăng lên khi phân tử mạch đơi chuyển thành mạch đơn, điều này xảy ra do “hiệu ứng siêu sắc” (hyperchromic effect), hoặc dựa vào sự thay đổi độ lắng tụ trong ống nghiệm khi ly tâm.
2. Lai acid nucleic
Sử dụng đặc tính biến tính rồi hồi tính cĩ thể tiến hành lai DNA với DNA, DNA với RNA, RNA với RNA.
Nguyên tắc: lấy DNA A làm biến tính thành mạch đơn, trộn với DNA B cũng bị biến tính thành mạch đơn. Dung dịch được hạ nhiệt độ từ từ để xảy ra hồi tính. Đây là kiểu lai lỏng hay lai trong dung dịch. Quá trình hồi tính xảy ra, sợi A kết với A, B kết với B, đồng thời cĩ sợi A kết với B tạo thành phân tử lai. Muốn lai được với nhau, giữa 2 loại DNA phải cĩ những đoạn cĩ trình tự bổ sung nhau. Cĩ thể dùng đồng vị phĩng xạ đánh dấu để phát hiện đoạn lai.
Hiện nay cịn sử dụng phương pháp lai trên pha rắn, được sử dụng rộng nhất:
+ Phương pháp Southern blot, dùng cho DNA + Phương pháp Northern blot dùng cho RNA
+ Phương pháp dot (điểm) và slot (khe) blot dùng cho RNA và DNA - Lai tại chỗ (in situ hybridization) là kiểu lai phân tử trong đĩ trình tự acid nucleic cần tìm (trình tự đích) nằm ngay trong tế bào hay trong mơ. Lai tai chỗ cho phép nghiên cứu NST, khuẩn lạc hay mơ tế bào mà khơng cần tách chiết chúng.
Dùng phương pháp lai DNA:
+ Cĩ thể xác định mối quan hệ họ hàng giữa các lồi. DNA người và DNA chuột chỉ lai được 25%.
+ Cĩ thể tiến hành lai mRNA với DNA để xác định vị trí gen trên DNA tạo ra mRNA tương ứng.
Phương pháp lai acid nucleic giúp hiểu chi tiết hơn về bộ gen, nĩ là cơ sở của phương pháp chẩn đốn mới dùng acid nucleic đang đuợc sử dụng rộng rãi.
Hình 1.19 Phát hiện các DNA lai với mẫu dị
