研究细胞内生物大分子之间的相互作用与动态变化涉及哪些实验技术?它们各有哪些优点和不足之处?
 
【正确答案】(1)研究细胞内生物大分子之间的相互作用与动态变化的实验技术 ①荧光漂白恢复技术 荧光漂白恢复技术是指利用亲脂性或亲水性的荧光分子,如荧光素、绿色荧光蛋白等与蛋白质或脂质偶联,用于检测所标记分子在活体细胞表面或其细胞内的运动及其迁移速率的技术。 ②单分子技术 单分子技术是指在细胞内实时观测单一生物分子运动规律的技术。 ③酵母双杂交技术 酵母双杂交技术是一种利用单细胞真核生物酵母在体内分析蛋白质-蛋白质相互作用的系统。 ④荧光共振能量转移技术 荧光共振能量转移技术是指用于检测活细胞内两种蛋白质分子是否直接相互作用的重要技术。 ⑤放射自显影技术 放射自显影技术是指利用放射性同位素的电离射线对乳胶的感光作用,对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。 (2)各自的优点和不足 ①荧光漂白恢复技术 a.优点 由于光淬灭过程是不可逆的,荧光恢复速度可明显地反映荧光标记的脂质或蛋白质在细胞中的运动速率。该技术不仅能给出活细胞内脂质或蛋白质运动的定性信息,而且还可以获得某些定量信息。 b.不足 第一,精度有限。在空间上受限于光学显微镜的微米级精度,因此只能得到大量分子运动的平均过程,不能满足纳米级精度的要求。 第二,受到荧光探针的限制。 第三,定量计算方面难以统一。 ②单分子技术 a.优点 第一,单分子技术可以在纳米空间尺度和毫秒时间尺度上精确测量单分子距离、位置、指向、分布、结构及各种动态过程。 第二,单分子技术可以实时直接观测单个分子的反应动力学路径,测量单一分子及分子间相互作用,捕捉单分子随机过程和分子构象变化的中间态,测量稀发但重要的信号和分布,测量非平衡态和不同步的体系等。 b.不足 分子操作的实验技术存在局限性,如分子体系控制程度、表面连接方法等。观测研究的发展仍受到技术手段的限制,单分子实验方法还有待进一步开拓与改进。 ③酵母双杂交技术 a.优点 酵母双杂交系统灵敏度高、快速、直接,可用于研究哺乳动物,也可用于研究高等植物蛋白质之间的相互作用,在许多的研究领域诸如细胞信号转导网络中各种蛋白质的相互关系等方面有着广泛的应用。 b.不足 由于“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白可能存在非特异性结合等原因,因此该实验系统可能出现假阳性的问题。 ④荧光共振能量转移技术 a.优点 灵敏度高,可与多种技术相结合。荧光共振能量转移的效率在很大程度上反映了细胞内两种蛋白质相互作用的可能性与作用强弱。 b.不足 选择一对合适的能量供受体并把它们标记到研究对象上比较困难,必须通过继续寻找能量供受体对和采用更精密的仪器来解决。 ⑤放射自显影技术 a.优点 第一,能对细胞或生物体内生物大分子进行动态研究和追踪。 第二,具有很高的灵敏性。 第三,图像形象直观,易于保存。 b.不足 自显影的制备时间过长,且不能直接定量,只能相对定量。
【答案解析】