生物實(shí)驗(yàn)的基本原理
作者：biobabble公眾號(hào)-Y叔
挖出了一篇考研的時(shí)候?qū)懙目偨Y(jié)，自己看了之后，感覺(jué)年輕時(shí)候，偶有所得，大有一副真理掌握在我手上啊，你們這群傻逼的二逼樣！
幾年前自己總結(jié)出來(lái)的，就兩個(gè)字“標(biāo)記”，可以概括大部分的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理。
這個(gè)方法，中國(guó)人民老早就在用了，八仙張果老成仙那段，張果老吃的人參精，就是因?yàn)楸慌烁C花針才被捉的，還有藍(lán)色的葫蘆娃，會(huì)隱身，小時(shí)候看的，記不清怎么被捉的，肯定也是被標(biāo)記了。。
生物學(xué)實(shí)驗(yàn)都是些看不見(jiàn)，摸不著的東西，所以基本上都是使用這個(gè)方法，看不見(jiàn)的，我們拿看的見(jiàn)的去標(biāo)記它，測(cè)不著的或者不好測(cè)的，拿可以測(cè)容易測(cè)的去標(biāo)記它。很多的實(shí)驗(yàn)手段，其實(shí)最初都是很簡(jiǎn)單的，為了提高靈敏度和精度，不斷改進(jìn)，越來(lái)越煩瑣，抑或者出現(xiàn)了一些分支。通常這時(shí)候，最初那個(gè)簡(jiǎn)單的，最根本的東西就被人所忘記?？吹降谋M是表面上的細(xì)節(jié)。至少現(xiàn)在的書(shū)太二了，本來(lái)基本上一樣的實(shí)驗(yàn)，闡述原理的時(shí)候被描成了兩樣的東西。
同位素標(biāo)記，熒光標(biāo)記自不用說(shuō)。芯片實(shí)驗(yàn)也是標(biāo)記，array上的spot序列是已知的，它會(huì)跟什么基因雜交，也是已知的。我們并不知道會(huì)有什么基因表達(dá)，但是當(dāng)抽提的東西，跟某個(gè)spot有雜交信號(hào)的時(shí)候，我們就知道某個(gè)基因有表達(dá)。這就是標(biāo)記。還有我們需要知道表達(dá)的量，這個(gè)依然不好測(cè)。同樣也是使用標(biāo)記，用cy3或cy5來(lái)標(biāo)記，通過(guò)檢測(cè)熒光的強(qiáng)度，就知道了表達(dá)的量。
所有的雜交實(shí)驗(yàn)都是標(biāo)記，southern blot, northern blot, western blot都是。不管是核酸還是蛋白，不管它是用什么介質(zhì)。都是用一個(gè)已知的，去標(biāo)記一個(gè)未知的。通過(guò)測(cè)已知來(lái)估計(jì)未知的東西。
跑膠的時(shí)候，拿去紫外燈光下看。同樣也是因?yàn)闃?biāo)記。DNA我們是看不到的，但是在DNA下嵌入了EB，可以在紫外燈光下看到EB，所以我們也就看到DNA。
所有的切片，都是在做標(biāo)記，不管是用于光鏡還是電鏡，其實(shí)電鏡本身和光鏡是沒(méi)本質(zhì)區(qū)別的，因?yàn)榭梢?jiàn)光的波長(zhǎng)范圍很有限，電子也是一種波，成像原理是一樣的，只是我們不能直接看到而已。使用電子是為了突破可見(jiàn)光的局限而已，使用光鏡需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色，使用電鏡也是一樣，不過(guò)染的不是染料，而是金屬。
測(cè)蛋白，用考馬斯亮藍(lán)染。在280nm有吸收，那是因?yàn)楸江h(huán)的共軛電子對(duì)。雖然不是標(biāo)記上去的，但也可以這么想，反正是測(cè)一個(gè)我們已知的東西，來(lái)估計(jì)未知道的東西。
DNA測(cè)序，給四種堿基標(biāo)上不同的熒光。
還記得脂肪代謝是怎么被揭開(kāi)的嗎？使用接了苯環(huán)的脂肪酸喂馬，收集馬尿去檢驗(yàn)，因?yàn)轳R不能代謝苯環(huán)。所以拿苯環(huán)去標(biāo)記脂肪酸。
還有那個(gè)DNA還是蛋白是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，肺炎雙球菌實(shí)驗(yàn)。分別用S和P的同位素標(biāo)記蛋白和DNA。
還有一些看似不是標(biāo)記的，其實(shí)也是標(biāo)記，比如酵母雙雜交，因?yàn)檗D(zhuǎn)錄因子都有一個(gè)DNA-binding domain和一個(gè)RNA-binding domain，我們并不能直接檢測(cè)到蛋白X和Y是否有相互作用，但我們可以表達(dá)溶合蛋白DBD-X和RBD-Y，如果XY有相互用用的話DBD和RBD就會(huì)在一起，就是一個(gè)有功能的轉(zhuǎn)錄因子，就可以轉(zhuǎn)錄報(bào)告基因，檢測(cè)到報(bào)告基因，就表明了XY有相互作用，這就是標(biāo)記，拿DBD和RBD去標(biāo)記X和Y，通過(guò)DBD和RBD的行為去估計(jì)X和Y的行為。
DNA重組也使用標(biāo)記，我們無(wú)法直接檢測(cè)到是否重組了，是否在需要的位點(diǎn)重組了，所以使用了報(bào)告基因來(lái)做標(biāo)記，檢測(cè)到報(bào)告基因了，表明重組了，使用抗藥基因，在加了藥物的培養(yǎng)基上篩選，活下來(lái)的表明重組正確。當(dāng)然有假陽(yáng)性?？顾幓蛞彩恰皹?biāo)記”。
基本上絕大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)原理，最根本的一個(gè)想法，就是使用一個(gè)已知的，或者容易檢測(cè)的，去標(biāo)記一個(gè)未知的，或是難以檢測(cè)的。
實(shí)驗(yàn)的手段太多了，很多人搞不清原理。做實(shí)驗(yàn)的人，通常就是照著實(shí)驗(yàn)手冊(cè)，一步一步在加?xùn)|西而已。只要稍微思考一個(gè)，很多東西，其實(shí)不用記。細(xì)節(jié)的東西不需要記，需要的時(shí)候查就行了，當(dāng)是基本的原理還是需要理解的。不然白學(xué)了。
很多人覺(jué)得生化就是一堆描述性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其實(shí)很多東西也是不需要記的。舉個(gè)例子，比如說(shuō)DNA轉(zhuǎn)錄的時(shí)候，組蛋白會(huì)被乙?；@個(gè)細(xì)節(jié)很多人就是死記下來(lái)的，當(dāng)然國(guó)內(nèi)的書(shū)太二了，很多書(shū)沒(méi)說(shuō)乙酰化的位點(diǎn)是Arg和Lys，不過(guò)告訴這個(gè)事實(shí)，很多人還是死記下來(lái)。其實(shí)想一下，理解了，就不用記。為什么是這兩個(gè)AA，而不是其它的？組蛋白之所以帶正電就是因?yàn)楦缓@兩個(gè)AA，這兩個(gè)AA都有-NH，帶正電，正是由于乙?；诉@兩個(gè)位點(diǎn)，屏蔽了正電，DNA是帶負(fù)電的，所以乙酰化之后正負(fù)電引力變小了，結(jié)構(gòu)就松散了。有利于轉(zhuǎn)錄。這個(gè)東西就變得理所當(dāng)然一樣，根本不需要記。
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