Fluorescentna in situ hibridizacija, također poznata kao fluorescentna in situ hibridizacija, češće se naziva FISH. To je tehnika koja uključuje korištenje kratkog lanca DNK obilježene fluorescentnom bojom za otkrivanje genetskih abnormalnosti. FISH omogućuje istražiteljima da brzo i točno vizualiziraju kromosome, dijelove kromosoma ili specifične gene. To se često koristi za određivanje prognoze i liječenja određenih bolesti, osobito raka.
FISH se koristi za određivanje imaju li kromosomi abnormalnosti. To može uključivati kromosomska brisanja, preuređivanja ili translokacije, u kojima dva kromosoma imaju zamijenjene segmente. FISH također omogućuje istražiteljima da vizualiziraju specifične gene. Može odrediti je li određeni gen prisutan, gdje se nalazi na kromosomima i je li prisutno više kopija. To se naziva mapiranje gena.
Genetski sastav osobe sadržan je u njihovoj DNK, koja se nalazi u jezgri svih njihovih stanica. DNK ima dva lanca koji su međusobno komplementarni. Drugim riječima, imaju molekule zvane parovi baza koji se točno podudaraju. Geni su segmenti DNK koji imaju određeni slijed parova baza i nalaze se na određenim područjima kromosoma. Geni se nasljeđuju i određuju kako stanice funkcioniraju, ali također mogu mutirati ako se slijed parova baza DNA promijeni.
Tehnika fluorescentne in situ hibridizacije koristi prednost komplementarne prirode lanaca DNA. Istražitelji prvo kreiraju istragu. Ovo je kratki, pojedinačni lanac DNK koji je komplementaran genetskoj sekvenci koju istraživač traži. Sonda je tada označena ili pričvršćena na fluorescentnu boju.
Stanice iz oboljelog tkiva, kao što je biopsija tumora, obično čine uzorak koji će pregledati FISH. Uzorak se zagrijava da denaturira DNK u jezgri stanica. To znači da se dvostruki lanci DNA u stanicama uzorka raspadaju i tvore jednostruke niti. Specifična FISH sonda se zatim hibridizira s uzorkom. Drugim riječima, jedan lanac sonde se uvodi i spaja sa svojim komplementarnim jednim lancem u denaturiranim stanicama uzorka.
Pomoću posebnog fluorescentnog mikroskopa istraživač promatra uzorak. Ako je specifični gen ili kromosom prisutan u stanicama uzorka, pojavit će se kao fluorescentno svjetlo na tamnijoj pozadini. Istraživači mogu lako vidjeti je li gen prisutan ili ne, i ako jest, koliko kopija gena ima u svakoj stanici. Ako istraživač traži lokaciju gena, on ili ona može vidjeti gdje se na kromosomu nalazi. Obični svjetlosni mikroskop ne može se koristiti s FISH-om, jer fluorescentna boja daje vrlo nisku razinu svjetlosti.
Korištenje hibridizacije DNA sa sondama prvi put je ostvareno 1960-ih; međutim, sonde su bile označene radioaktivnim tvarima, a ne fluorescentnim. Ovo je imalo nekoliko problema. Radioaktivne tvari su inherentno nestabilne, opasne i zahtijevaju posebne protokole za odlaganje. Također je potrebno dosta vremena za mjerenje radioaktivnog signala koji emitira hibridizirana sonda. Tehnika fluorescentne in situ hibridizacije prevladava većinu ovih prepreka.
Ako istraživači znaju koji gen traže, FISH će ga brzo i točno pronaći. FISH se također može izvesti čak i ako se stanice ne dijele aktivno, a pruža preciznije informacije o abnormalnostima u kromosomima. Konvencionalnije tehnike, kao što je karotipizacija, jednostavno govore istraživačima broj i veličinu kromosoma unutar stanice.
Fluorescentna in situ hibridizacija ima nedostatke. Budući da je ključ za FISH poznavanje slijeda para baza i/ili lokacije gena, ne može se koristiti kao opći alat za probir. Također je skuplja od drugih, manje specifičnih tehnika i možda neće biti dostupna u svim laboratorijima ili bolnicama.
Prednosti i nedostaci fluorescentne in situ hibridizacije najbolje su opisani primjerom. FISH se rutinski koristi u dijagnostici raka dojke kako bi se utvrdilo ima li pacijent više kopija gena zvanog HER2. To obično ukazuje na agresivniji oblik raka dojke, te da bi pacijentica u sklopu liječenja trebala primati određene lijekove. Za to se može koristiti FISH jer su poznati slijed para baza i kromosomska lokacija gena HER2. Nasuprot tome, FISH se ne može koristiti za određivanje koji su nepoznati gen ili geni uzrokovali rak dojke, niti za pregled raka dojke općenito.