为什么老一辈跑琼脂糖胶看到发红光的EB像躲核辐射一样?
1992 年 2月20日 · 核酸染料 (EB / SYBR Safe / GelRed)
你知道吗?
它像一张0.34纳米厚的发光书签塞进生命之书的字里行间,照亮了琼脂糖上的条带,却也把DNA聚合酶绊得人仰马翻。
走进任何一间分子生物学实验室的“跑胶房”,你都会看到醒目的骷髅头警示标,老博后还会千叮咛万嘱咐师弟师妹:“摸过EB胶的手套千万别碰门把手!”这里的EB就是统治了核酸电泳半个世纪的溴化乙锭(Ethidium Bromide)。
这玩意儿最初其实是20世纪50年代用来治疗非洲牛群锥虫病的兽药,直到1961年物理学家Leonard Lerman提出了经典的“嵌插模型(Intercalation)”:EB分子拥有一个极其扁平的菲啶三环芳香平面,厚度恰好跟DNA双螺旋里的碱基对一模一样(约0.34纳米)。
当EB遇到双链DNA时,它会像抽扑克牌一样,硬生生钻进上下两层碱基对的缝隙之间!在水中游离时,EB的激发态能量会被周围的水分子碰撞消耗(荧光淬灭),几乎不发光;可一旦躲进DNA内部干燥疏水的碱基堆叠口袋里,水分子进不来,它在紫外灯下发出的橘红色荧光强度瞬间暴涨20到30倍!
但也正因为它塞进碱基之间会把DNA螺旋强行拉长并扭曲26度,导致DNA聚合酶在复制时极易看花眼多塞或漏掉一个碱基(移码突变)。为了告别这种强致突变物,1992年起Molecular Probes(Richard Haugland团队)和Biotium先后开发出SYBR系列与把两个染料分子用长链拴在一起、大到根本钻不进活细胞膜的GelRed。