DNA是细胞的重要生命物质,是遗传信息的携带者和储存载体,决定所有生物体的遗传性状。在真核细胞中,DNA主要存在于细胞核中,在线粒体和叶绿体中也有少量分布。RNA在生命活动中同样具有重要作用,目前认为和蛋白质共同负责基因的表达及其调控。在真核细胞中,DNA主要存在于细胞核中,而RNA是在细胞核内合成,然后转移至细胞质指导蛋白质的翻译过程。DNA以双螺旋空间结构形式存在,而RNA通常呈单链形式,局部可形成二级或三级结构。
目前,用于细胞中DNA和RNA显示实验的方法主要有2种:Feulgen法和Brachet法。
Feulgen反应显示细胞中DNA的基本原理是首先采用稀酸作用于DNA,使其脱去嘌呤碱,暴露出游离醛基,该醛基与Schiff试剂反应生成紫红色产物,细胞中存在有DNA的部位即呈现紫红色阳性反应。如图3-1中所示,碱性品红是红色物质,能与产生SO2的试剂作用形成无色产物,即Schiff试剂,它可以与DNA水解释放出的醛基结合而氧化为紫红色化合物。
Brachet 反应显示细胞中DNA和RNA的基本原理是利用了DNA和RNA这种结构上的差异,采用不同的染料同时显示两者在细胞中的分布情况。甲基绿、派洛宁(methyl green,pyronin)为带有正电荷的碱性染料(结构式见图3-2),可与带有负电荷的核酸分子结合,两种染料的作用具有选择性,甲基绿带有2个正电荷,易与双链的DNA分子结合,使其显示蓝绿色;派洛宁带有1个正电荷,易与单链的RNA分子结合,使其显示红色。也有人认为其染色原理与DNA和RNA分子的不同聚合程度有关。细胞经甲基绿-派洛宁混合液处理后,其DNA和RNA出现不同的显色反应,以此可对细胞中的DNA、RNA进行定位、定性和定量分析。
Feulgen反应显示细胞中DNAFeulgen反应由Feulgen在1924年发明,是一种传统的、也是最为经典的通过化学染色来特异性显示细胞中DNA的方法。
Brachet反应显示细胞中DNA和RNABrachet 反应显示细胞中 DNA 和 RNA 是利用了 DNA 和 RNA 这种结构上的差异,采用不同的染料同时显示两者在细胞中的分布情况。