什么是DNA交聯（DNA Crosslinking)

在遺傳學中，當各種外交聯劑或內交聯劑與DNA的兩個核苷酸反應，在它們之間形成共價連接時，就會發(fā)生DNA交聯。這種交聯可以發(fā)生在雙鏈DNA的同一條鏈內（鏈內intrastrand）或相反的鏈之間（鏈間interstrand）。DNA交聯在化療（chemotherapy）和靶向癌細胞凋亡（targeting cancerous cells for apoptosis）中也有作用，同時也可以幫助我們了解蛋白質如何與DNA相互作用。

許多交聯劑在同一分子內具有兩個獨立的反應基團，每個基團都能夠與DNA的核苷酸殘基結合。 我們根據這些交聯劑的來源進行分類，并把它們標記為exogenous或endogenous。exogenous交聯劑是天然和合成的化學物質和化合物，源自藥物、香煙煙霧或汽車尾氣等環(huán)境暴露。endogenous交聯劑是從細胞或生物體內的細胞或生化途徑引入的化合物和代謝物。

下圖：鏈內（左圖）和鏈間（右圖）DNA交聯示意圖

紫外線可導致連續(xù)位于DNA鏈內的兩個嘧啶殘基（通常是兩個胸腺嘧啶殘基）之間形成分子交聯。兩種常見的UV產品是環(huán)丁烷嘧啶二聚體 (cyclobutane pyrimidine dimers, CPDs) 和 6-4 光產物 (6–4 photoproducts)。這些誘變前損傷改變了結構，并可能改變了堿基配對。在暴露于陽光下時，皮膚細胞每秒可能會發(fā)生多達 50-100 次此類反應，但通常可以通過光裂合酶重新激活或核苷酸切除修復在幾秒鐘內糾正。未糾正的損傷會抑制聚合酶，導致轉錄或復制過程中的誤讀，或導致復制停滯。嘧啶二聚體是人類黑色素瘤的主要原因。

下圖：來自非電離輻射（例如紫外線UV）的能量直接被DNA吸收，導致單條DNA鏈內相鄰的胸腺嘧啶殘基發(fā)生交聯。

DNA-蛋白質交聯

DNA-蛋白質交聯可由多種化學和物理試劑引起，包括過渡金屬、電離輻射和內源性醛，以及化療藥物。紫外線的作用會導致反應性相互作用，并導致DNA和與之接觸的蛋白質發(fā)生交聯。這些交聯是非常龐大且復雜的病變，主要發(fā)生在正在進行DNA復制并干擾細胞過程的染色體區(qū)域。

光交聯photocrosslinking是兩個大分子之間或一個大分子的兩個不同部分之間光誘導形成共價鍵。該方法涉及將靶序列特異性DNA結合蛋白的DNA結合基序與光活化交聯劑共價連接，該交聯劑在暴露于紫外線時能夠與DNA核苷酸發(fā)生反應。該方法為我們提供了有關交聯中的DNA和蛋白質之間相互作用的有效信息。

紫外交聯儀

紫外交聯儀是實驗室常備的一款多功能智能紫外照射設備。析浦254nm紫外交聯儀可用于核酸的膜交聯（在印跡實驗和克隆或噬菌斑搭車后通過將核酸共價結合到尼龍膜和硝基纖維膜上而使DNA和RNA發(fā)生交聯）、生物分子交聯、消除PCR污染、紫外線誘導突變、紫外滅菌、大腸桿菌中的RecA突變篩選、瓊脂糖凝膠中DNA切割、獲得胸腺嘧啶二聚體進行基因作圖等。

析浦紫外交聯儀XEPU-1208提供6根8瓦254nm紫外燈管，并在出廠時提供一個預設設置為0.12J/cm2的紫外線劑量。經實驗，該劑量是保護DNA和雜交信號靈敏度的理想劑量。您可以直接使用這個預設能量值，簡單操作即可進行紫外照射。

析浦紫外交聯儀采用微處理器控制，可實時檢測紫外線強度。當達到設定的能量時，輻照將立即停止。不會因為燈管老化而導致UV強度降低帶來能量影響。同時在照射結束時有蜂鳴提醒，紫外交聯儀會自動進入待機狀態(tài)。操作簡單，設計巧妙！

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Reference:

1.Western Orgeon University, CH450 AND CH451: BIOCHEMISTRY - DEFINING LIFE AT THE MOLECULAR LEVEL, Ch12. DNA Damage and Repair