分子杂交

分子杂交（molecular hybridization），利用核酸（包括DNA和RNA）或蛋白质的分子之间由于结构互补而形成杂种分子的原理，从而检测不同来源或亲缘关系分子的一类技术。广泛应用于生物学的研究。

核酸分子杂交技术是分子生物学中最重要、最常用的方法之一，最早由美国的R.布利廷等发明。其原理是：互补的单链DNA或RNA片段，在溶液或载体上可以通过非共价键结合形成双链杂交分子。能够形成杂交双链的核酸分子有较大的同源性，反之则同源性低。按杂交介质的不同可以分为液相、固相和原位杂交。液相杂交是将两种来源的DNA分子在一个液相中自由结合，分析它们的复性动力学和基因组的基本特征。这种方法主要应用于两种不同来源的cDNA的差减杂交，分别差别表达的基因。固相杂交是将其中一种核酸固定于固相介质，与液相中的核酸杂交，为应用最广泛的方法。这类杂交可以检测生物体中是否存在同源的片段、拷贝数及其大小即萨瑟恩杂交印迹；研究基因表达（信使RNA）的水平即诺尔森杂交印迹。

萨瑟恩杂交先将DNA酶切、凝胶电泳分离、经碱变性、中和等处理后，通过毛细管作用或电转移等印迹到硝酸纤维素或尼龙滤膜上，并用紫外交联或烘烤固定于膜上。再将滤膜与放射性或荧光标记的探针杂交。杂交后漂洗掉没有杂交上的探针，经放射自显影或磷屏检测杂交信号，信号强度大表明核酸分子多或同源性高。可以通过调节杂交和洗膜温度获得高或低同源片段的信息。诺尔森杂交方法与此类似，只是将RNA样品印迹到滤膜上进行杂交，检测的是基因的表达情况。也可以把核酸样本变性后，直接点到滤膜上进行粗略的杂交分析，包括斑点印迹和狭缝印迹杂交。

从上述方法派生出了原位杂交技术，即对固定于玻片上的超薄组织进行类似的诺尔森杂交，可以检测基因表达的组织或器官特异性；也可以对染色体制片进行类似的萨瑟恩杂交即荧光原位杂交，检测核酸片段在染色体上的位置。类似的萨瑟恩杂交技术也被广泛用于DNA或cDNA文库的筛选中，如菌落/噬菌体原位杂交。

20世纪90年代末发明了微阵列杂交技术，又称基因芯片，即在玻片上印迹许多基因片段或代表基因的寡核苷酸探针，与荧光标记的样品杂交，借助电脑进行分析，可以同步研究成千上万基因的表达水平。

蛋白质分子杂交是指蛋白质之间由非共价键结合，研究蛋白质之间的相互作用、功能域和亲缘关系等。从广义来说，蛋白分子与抗体之间的杂交印迹或免疫共沉淀也是蛋白质分子杂交的一种。进入21世纪，随着蛋白质组学的兴起，蛋白质分子杂交的技术也日趋完善，如基于蛋白质分子互作的酵母双杂交技术，新的技术如蛋白质芯片技术也开始建立。

核酸与蛋白质的分子杂交是专门用来研究和分离DNA结合蛋白的方法。将DNA（一般为顺式元件）结合蛋白固定于滤膜或柱子上，与液相中的DNA探针杂交，根据放射性信号筛选阳性反应；也可以通过电泳研究DNA–蛋白质杂交分子的结合动力学和DNA顺式元件特征。从该原理出发，发明了酵母单杂交技术。