如果 DNA 雙鏈分子全長不斷增加溫度或用化學(xué)變性劑處理,兩條鏈就會開始分開(解鏈)。首先解鏈的區(qū)域由解鏈溫度較低的堿基組成。 G.C 堿基對比 A.T 堿基對結(jié)合得要牢固,因此 G. C 含量高的區(qū)域具有較高的解鏈溫度。同時影響解鏈溫度的因素還有相鄰堿基間的吸引力(稱作“堆積”)。解鏈溫度低的區(qū)域,通常位于端部稱作低溫解鏈區(qū)( lower melting domain )。如果端部分開,那么雙螺旋就由未解鏈部分束在一起,這一區(qū)域便稱作高溫解鏈( high melting domain ) 。如果溫度或變性劑濃度繼續(xù)升高,兩條鏈就會完全分開。變性梯度凝膠電泳法依據(jù)首要的一點是: DNA 雙鏈末端一旦解鏈,其在凝膠中的電泳速度將會極劇下降。第二個根據(jù)是,如果某一區(qū)域首先解鏈,而與其僅有一個堿基之差的另一條鏈就會有不同的解鏈溫度,因此,將樣品加入含有變性劑梯度的凝膠進(jìn)行電泳就可將二者分開。**終,如果一雙鏈在其低溫解鏈區(qū)堿基錯配(異源雙鏈),而與另一等同的雙鏈相比差別僅在于此,那么,含有錯配堿基的雙鏈將在低得多的變性劑濃度下解鏈。事實上,樣品通常含有突變、正常的同源雙鏈以及配對的異源雙鏈,后者是在 PCR 擴(kuò)增加時產(chǎn)行的。而含有錯配的雙鏈通??梢赃h(yuǎn)遠(yuǎn)地與兩個同源雙鏈分開,這種分離效果使該方法靈敏度很高。
為使僅有一個堿基之差的不同分子取得**好的分離效果,必須先選擇所要研究的 DNA 范圍以及電泳樣品時變性劑濃度梯度。這可以正交變性梯度實驗進(jìn)行經(jīng)驗性的解決。變性劑梯度應(yīng)選在曲線斜率大的部分,因為這時多數(shù)分子處于部分變性狀態(tài)這使得落入低溫解鏈區(qū)的不同分子達(dá)到**佳分離。
為防止對患者樣品分析之前對目標(biāo) DNA 片段的經(jīng)驗性分析占去大量時間,已在本技術(shù)的改進(jìn)人 Leonard Lerman 的實驗室設(shè)計了一項計算機(jī)程序,程度名叫 MELT87 和 SQHTX ,它可以模擬和任何已知序列 DNA 解鏈溫度有關(guān)的解鏈行為。以堿基序列為基礎(chǔ),程序可以給出解鏈圖象。作為實例血紅蛋白基因的解鏈圖。程序還可給出**佳凝膠電泳時間以及任何堿基改變對解鏈圖象產(chǎn)生的預(yù)期影響。 MELT87 程序還可以決定是否將多聚 GC 加到 3’ 或 5’ 端的引物上。
現(xiàn)在多數(shù)分析是用所謂的“ GC 夾板”( clamp )技術(shù)進(jìn)行的(見下文)。它是將一段長度為 30-50 堿基,富含 GC 的 DNA 附加到雙鏈的一端以形成一個人工高溫解鏈區(qū)。 這樣,片段的其他部分就處在低溫解鏈區(qū)從而可以對其進(jìn)分析。這一技術(shù)使該方法可檢測的突變比例大大增加。