RNA探針是一類很有前途的核酸探針,由于RNA是單鏈分子,所以它與靶序列的雜交反應效率極高。早期采用的RNA探針是細胞mRNA探針和病毒RNA探針,這些RNA是在細胞基因轉錄或病毒復制過程中得到標記的,標記效率往往不高,且受到多種因素的制約。這類RNA探針主要用于研究目的,而不是用于檢測。例如,在篩選逆轉錄病毒人類免疫缺陷病毒(HIV)的基因組DNA克隆時,因無DNA探針可利用,就利用HIV的全套標記mRNA作為探針,成功地篩選到多株HIV基因組DNA克隆。又如進行中的轉錄分析(nuclear run on transcrip-tion assay)時,在體外將細胞核分離出來,然后在α-32P-ATP的存在下進行轉錄,所合成mR-NA均摻入同位素而得到標記,此混合mRNA與固定于硝酸纖維素濾膜上的某一特定的基因的DNA進行雜交,便可反映出該基因的轉錄狀態(tài),這是一種反向探針實驗技術。
近幾年體外轉錄技術不斷完善,已相繼建立了單向和雙向體外轉錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要基于一類新型載體pSP和pGEM,這類載體在多克隆位點兩側分別帶有SP6啟動子和T7啟動子,在SP6RNA聚合酶或T7RNA聚合酶作用下可以進行RNA轉錄,如果在多克隆位點接頭中插入了外源DNA片段,則可以此DNA兩條鏈中的一條為模板轉錄生成RNA。這種體外轉錄反應效率很高,在1h內可合成近10μg的RNA產生,只要在底物中加入適量的放射性或生物素標記的NTP,則所合成的RNA可得到高效標記。該方法能有效地控制探針的長度并可提高標記物的利用率。
值得一提的是,通過改變外源基因的插入方向或選用不同的RNA聚合酶,可以控制RNA的轉錄方向,即以哪條DNA鏈以模板轉錄RNA。這種可以得到同義RNA探針(與mRNA同序列)和反義RNA探針(與mRNA互補),反義RNA又稱cRNA,除可用于反義核酸研究外,還可用于檢測mRNA的表達水平。在這種情況下,因為探針和靶序列均為單鏈,所以雜交的效率要比DNA-DNA雜交高幾個數(shù)量級。RNA探針除可用于檢測DNA和mRNA外,還有一個重要用途,在研究基因表達時,常常需要觀察該基因的轉錄狀況。在原核表達系統(tǒng)中外源基因不僅進行正向轉錄,有時還存在反向轉錄(即生成反義RNA),這種現(xiàn)象往往是外源基因表達不高的重要原因。另外,在真核系統(tǒng),某些基因也存在反向轉錄,產生反義RNA,參與自身表達的調控。在這些情況下,要準確測定正向和反向轉錄水平就不能用雙鏈DNA探針,而只能用RNA探針或單鏈DNA探針。