下列何種等位基因特異性檢驗方法,需要在基因放大且經限制酶切割後,再進行膠體電泳分析?
詳細解析
本題觀念:
本題在考察各種等位基因特異性檢測(allele-specific detection)方法的原理差異,尤其聚焦於哪些技術步驟包含了基因擴增(PCR)、限制酶切割(restriction enzyme digestion)以及膠體電泳分析(gel electrophoresis)。
選項分析
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選項A:amplification refractory mutation system(ARMS)
ARMS-PCR 亦稱 allele-specific PCR,透過在引子3′端設計與野生型或突變型專一結合的末端鹼基,使只有完全配對的引子能進行擴增;診斷步驟與擴增步驟合併,無需後續限制酶切割。擴增後直接進行膠電泳即可判讀特異性產物 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。因此不符合需「酶切後再膠電泳」的描述。 -
選項B:mutagenically separated PCR(MS-PCR)
MS-PCR 為一管多重檢測,採用一組不同長度的等位基因專一引子,同時擴增野生型與突變型片段;僅憑 PCR 產物長度差異進行電泳分辨,無需酶切 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。故亦不符合題意。 -
選項C:chemical cleavage of mismatch duplexes(CCM)
CCM 先經 PCR 擴增,形成異源雙股體(heteroduplex),再用化學試劑(如 hydroxylamine、KMnO₄)修飾不配對鹼基,隨後以 piperidine 裂解,最後藉由電泳分析不同長度片段以定位突變點 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。此方法雖有「裂解、電泳」,但所用為化學裂解,而非限制酶切割,與題目「經限制酶切割」不符。 -
選項D:amplified created restriction sites(ACRS)
ACRS 又稱 created restriction-site PCR,設計一個在特定位點故意製造/破壞限制酶辨識序列的引子,PCR 擴增後針對該切割位點進行限制酶切割,最後以膠體電泳比較切割與未切割產物的大小差異,以鑑別等位基因 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。步驟完整包含「PCR → 限制酶切割 → 膠電泳」,正符合題意。
答案解析
ACRS(amplified created restriction sites)在引子設計時加入額外不匹配鹼基,使得擴增後的 PCR 片段僅於特定等位基因呈現某一限制酶位點;隨後對該片段執行限制酶切割,最後藉由膠體電泳鑑別是否切割,分辨野生與突變等位基因。題目要求「需要在基因放大且經限制酶切割後,再進行膠體電泳分析」,唯 D 項 ACRS 符合完整程序。
核心知識點
- 等位基因檢測技術原理
• Allele-specific PCR (ARMS):3′端專一引子,無需酶切,直接膠電泳判讀 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
• Mutagenically separated PCR (MS-PCR):一管雙或多個引子,不同長度,無需酶切,電泳鑑別 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
• Chemical cleavage of mismatch (CCM/CMC):異源雙股體化學裂解,piperidine 裂解後膠電泳 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
• Amplified created restriction sites (ACRS/CRS-PCR):引子製造或破壞限制酶位點 → 切割 → 膠電泳 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) - PCR-RFLP、CAPS、dCAPS 相關原理比較
• CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequences):利用天然變異造成/消除限制酶位點,PCR 後酶切、膠電泳 (ncbi.nlm.nih.gov)
• dCAPS (Derived CAPS):引子設計引入不匹配以製造限制位點,PCR-RFLP 原理,與 ACRS 類似 (ncbi.nlm.nih.gov)
考生應熟悉每種技術的關鍵步驟與試劑:ARMS 與 MS-PCR 強調引子末端鹼基特異性;CCM 依賴化學試劑裂解異源雙股體;ACRS/CAPS/dCAPS 則倚重限制酶切割及後續膠電泳分子量分析。
臨床重要性
等位基因特異性檢測應用廣泛,包括藥物基因體學(如 CYP450 多型性)、癌症基因突變(如 BRAF V600E)、遺傳疾病(如 thalassemia)等;選擇合適方法可兼顧敏感度、特異度與檢驗實務操作成本。