关于3H标记胸腺嘧啶核苷(3H-TdR)和5-溴尿嘧啶(5-BrdU)

学生的问题：教材和试题中经常会出现DNA复制抑制剂，如3H标记胸腺嘧啶核苷（3H－TdR）和5－溴尿嘧啶（5－BrdU），他们之间有什么区别？也就是说，回答问题时，什么时候是前者，什么时候是后者？

确实，上述两种物质在高考试题中都有呈现，基本属于信息试题，原理会在试题中讲清楚，所以，本人平时也没关注到他们的区别，查找资料，基本搞清楚了这两种物质的不同点。首先让我们来看看2011年高考试题。

一、关于3H标记胸腺嘧啶核苷（3H－TdR）

（2011年浙江高考试题）为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实验思路：

（1）实验分组：

甲组：培养液+Y细胞+3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）+生理盐水

乙组：培养液+Y细胞+3H-TdR+X（用生理盐水配制）

每组设置若干个重复样品。

（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。

（3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。

（要求与说明：答题时用X、CRD、3H-TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞）

请回答：

（1）实验目的

。

（2）预测实验结果及结论：

。

（3）实验中采用3H-TdR的原因是：

。

答案：

（1）探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响。

（2）如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有促进作用。

如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）无影响。

如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有抑制作用。

（3）3H－TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖（DNA合成）情况。

从上述试题我们可以发现，3H-TdR可以用来研究DNA的复制的指示剂，即用3H -TdR 标记细胞，提取DNA用某种仪器（闪烁仪）测定放射活性水平 。

实验的原理：TdR是胸腺嘧啶核苷，是DNA的特异前体，能被S期细胞摄入，而掺进DNA中。

那么，问题又来了，在细胞的同步化时，为什么可以用3H-TdR双洗脱法呢？

胸腺嘧啶核苷（TdR）双阻断法的实验原理：该法利用过量TdR能阻碍DNA合成的原理而设计，为了加强细胞同步化效果，常采用两次TdR阻断法，即双阻断法。

第1次阻断时间相当于G2、M和G1期时间的总和或稍长，释放时间不短于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样才能使所有位于G1/S期的细胞通过S期，而又不使沿周期前进最快的细胞进入下一个S期。第2次阻断时间同第1次，再释放。

具

体的双阻断法过程见链接。

原因是根据TdR的浓度不同，表现出的作用不同。

适当浓度的TdR就可以像其它四种脱氧核苷酸一样作为底物参与DNA合成，所以3H-TdR能标记S期的细胞，高浓度TdR就会是一种抑制剂，其中高浓度TdR对S期细胞的毒性较小，因此常用TdR双阻断法诱导细胞同步化。

二、关于5－溴尿嘧啶（5－BrdU）

5－溴尿嘧啶属于碱基类似物，结构与dTMP相似，只是在第五个碳原子上由溴取代T的甲基。

5－

BrdU能产生两种互变异构体，一种是酮式，一种是烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对，这样当5－ BrdU掺入DNA复制时就会导致碱基转换突变。因此，5-溴尿嘧啶可以使AT转换为GC，引起基因突变。也就是说，BrdU诱发突变的机制是"诱发DNA链发生碱基种类置换"。

利用5－

BrdU的实验原理：在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料（姬姆萨染色）对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。

具体的过程见链接。

另外，据资料，DNA合成抑制剂顾名思义就是DNA合成的抑制剂，可以不影响其他时期细胞的运转，种类也有许多种，如5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度AdR、GdR和TdR等。

链接：DNA合成抑制剂TdR及其应用

链接：BrdU染色下的半保留复制验证