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    August 27

    目的基因的亚克隆

    目的基因的亚克隆
    所谓亚克隆就是对已经获得的目的DNA片段进行重新克隆,其目的在于对目的DNA进行进一步分析,或者进行重组改造等。
        亚克隆的基本过程包括:(1)目的DNA片段和载体的制备;(2)目的DNA片段和载体的连接;(3)连接产物的转化;(4)重组子筛选。
    一、试剂准备
    1.LB液体培养基:胰化蛋白胨(细菌培养用)10g,酵母提取物(细菌培养用) 5g,NaCl 10g,加ddH2O 至1000ml,完全溶解,分装小瓶,15lbf/in2高压灭菌20min。
    2.1.5%琼脂LB固体培养基: 称取1.5g琼脂粉放入300ml锥形瓶,加100ml LB,15 lbf/in2 高压灭菌20min,稍冷却,制备平皿。
    3.IPTG、X-Gal
    4.0.1M MgCl2 :15 lbf/in2高压灭菌20min,0℃冰浴备用。
    5.0.1M CaCl2(以20%甘油水溶液配制):15 lbf/in2高压灭菌20min,0℃冰浴备用。
    6.限制性核酸内切酶、T4 DNA连接酶。
    二、目的DNA片段和载体的制备
        选择适宜的限制性核酸内切酶,消化已知目的DNA和载体,获得线性DNA,用于重组。根据目的DNA和载体的具体情况,选择一种或者两种适当的限制酶切割,分别产生对称性粘性末端(用一种限制性内切酶进行消化而产生带有互补突出端)、不对称粘性末端(用两种不同的限制性内切酶进行消化而产生带有非互补突出端)、平端。在亚克隆时,首选不对称相容末端连接,次选对称性粘性相容性末端连接,由于平末端连接效率较低,通常很少采用。但有时目的片段的末端与载体不匹配 ,一般先将不匹配末端补平,然后再以平末端连接。(实验操作同前述)
    三、利用T4 DNA连接酶进行目的DNA片段和载体的体外连接
    (一)连接要求和结果 

    外源DNA片段末端性质
    连接要求
              连接结果
    不对称粘性末端
    两种限制酶消化后,需纯化载体以提高连接效率
    载体与外源DNA连接处的限制酶切位点常可保留;非重组克隆的背景较低;外源DNA可以定向插入到载体中。
    对称性粘性末端
    线形载体DNA常需磷酸酶脱磷处理
    载体与外源DNA连接处的限制酶切位点常可保留;重组质粒会带有外源DNA的串联拷贝;外源DNA会以两个方向插入到载体中。
    平端
    要求高浓度的DNA和连接酶
    载体与外源DNA连接处的限制酶切位点消失;重组质粒会带有外源DNA的串联拷贝;非重组克隆的背景较高 。

    带有相同末端(平端或粘端)的外源DNA片段必须克隆到具有匹配末端的线性质粒载体中,但是在连接反应时,外源DNA和质粒都可能发生环化,也有可能形成串联寡聚物。因此,必须仔细调整连接反应中两个DNA 的浓度,以便使“正确”连接产物的数量达到最佳水平,此外还常常使用碱性磷酸酶去除5’磷酸基团以抑制载体DNA的自身环化。利用T4 DNA连接酶进行目的DNA片段和载体的体外连接反应,也就是在双链DNA 5’磷酸和相邻的3’羟基之间形成新的共价键。如载体的两条链都带有5’磷酸(未脱磷),可形成4个新的磷酸二酯键;如载体DNA已脱磷,则只能形成2个新的磷酸二酯键,此时产生的重组DNA带有两个单链缺口,在导入感受态细胞后可被修复。
    (二)T4 DNA连接酶对目的DNA片段和载体连接的一般方案
    1.连接反应一般在灭菌的0.5ml离心管中进行。
    2.10μl体积反应体系中:取载体50-100ng,加入一定比例的外源DNA 分子(一般线性载体DNA分子与外源DNA分子摩尔数为1∶1-1∶5),补足ddH2O 至8μl。
    3.轻轻混匀,稍加离心,56℃水浴5min后,迅速转入冰浴。
    4.加入含ATP的10×Buffer 1μl,T4 DNA连接酶合适单位, 用ddH2O 补至10μl,稍加离心,在适当温度(一般14-16℃水浴)连接8-14hr。
    四、连接产物的转化
    1.感受态细胞的制备
    ⑴ 保存于-70℃的DH5α(或其他菌种)用接种环划菌于1.5%琼脂平板上,37℃恒温倒置培养至单菌落出现(约14-16 hr)。
    ⑵ 挑取单菌落,接种于2.0ml LB液体培养基中,37℃恒温,250g振荡培养过夜(约12hr)。
    ⑶ 取0.5ml 过夜培养液,接种于100ml LB液体培养基中,37℃振荡培养2-2.5hr,至OD600为0.4-0.5时,放置于4℃冰箱冷却1-2hr。
    (注:以下操作均应在冰浴中进行。)
    ⑷ 将培养液分入两个50ml离心管中,4℃离心,4000g×10min,弃去上清,用冰浴的0.1M MgCl2 25ml悬浮30min。
    ⑸ 4℃离心,4000g×10min,弃去上清,加入冰浴的0.1M CaCl2-甘油溶液1ml悬浮。
    ⑹ 以100μl/管分装入1.5ml离心管中,-70℃冻存备用。
       注:此法制备感受态细胞,可使每微克超螺旋质粒DNA产生5×106-2×107个菌落,这样的转化效率足以满足所有在质粒中进行的常规克隆的需要,制备的感受态细胞可贮存于-70℃,但保存时间过长会使转化效率在一定程度上受到影响,一般三个月以内转化效率无多大改变。
    2. 连接产物的转化
    ⑴ 取100μl贮存于-70℃钙化菌,冰浴化开;
    ⑵ 加入适量连接产物(一般不超过10μl,轻轻混匀,冰浴20min;
    ⑶ 于42℃热休克90s,迅速转移至冰浴中,继续冰浴2-3min;
    ⑷ 加入LB液体培养基200μl,于37℃缓摇孵育45min;
    ⑸ 将培养物适量涂于1.5%琼脂LB平板(根据质粒性质添加抗生素或/和X-Gal/IPTG),待胶表面没有液体流动时,37℃温箱倒置培养12-16hr。
    五、重组子的筛选
       根据载体的遗传特征筛选重组子,如α-互补、抗生素基因等。现在使用的许多载体都带有一个大肠杆菌的DNA的短区段,其中有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的调控序列和前146个氨基酸的编码信息。在这个编码区中插入了一个多克隆位点(MCS),它并不破坏读框,但可使少数几个氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影响功能,这种载体适用于可编码β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主细胞。因此,宿主和质粒编码的片段虽都没有酶活性,但它们同时存在时,可形成具有酶学活性的蛋白质。这样,lacZ基因在缺少近操纵基因区段的宿主细胞与带有完整近操纵基因区段的质粒之间实现了互补,称为α-互补。由α-互补而产生的LacZ+细菌在诱导剂IPTG的作用下,在生色底物X-Gal存在时产生蓝色菌落,因而易于识别。然而,当外源DNA插入到质粒的多克隆位点后,几乎不可避免地导致无α-互补能力的氨基端片段,使得带有重组质粒的细菌形成白色菌落。这种重组子的筛选,又称为蓝白斑筛选。如用蓝白斑筛选则经连接产物转化的钙化菌平板37℃温箱倒置培养12-16hr后,有重组质粒的细菌形成白色菌落。
    六、注意事项
    1.    目的DNA片段制备、回收、纯化时,应避免外来DNA污染。
    2. 不同厂家生产的T4 DNA连接酶反应条件稍有不同,但其产品说明书上均有最适反应条件,包括对不同末端性质DNA分子连接的T4 DNA连接酶的用量、作用温度、时间等。同时提供有连接酶缓冲液(10×、5×、2×),其中多已含有要求浓度的ATP,应避免高温放置和反复冻融使其分解。
    2.    连接产物的转化:细菌细胞经特殊试剂处理后在适当的条件下具有接收外源DNA的能力,因此可将上述连接产物通过热刺激或电脉冲转化感受态细胞,当细菌大量增殖的同时,导入的重组DNA也得到增殖。
    3.    制备感受态细胞所用离心管、培养瓶最好经酸碱处理或使用新的,15 lbf/in2高压灭菌20min。
    5. 白色菌落中重组质粒内插入片段是否是目的片段需通过鉴定
    July 18

    DNA胶回收实验技术总结

     
     

    胶回收

    一. 提高胶回收量的办法:

    1) 增加电泳时的上样量。

    2) 电泳缓冲液用新鲜配制的。

    3) 切胶时尽量只切有条带的胶,减小切胶体积:含目的片断很少的胶就不要要了,不然影响回收率。

    4) 把切的两块或多块胶融化后,无论多大的体积都用一个管子,转移到同一个柱子上。

    5) 溶胶时所加的溶液可多一点,这样更有利于DNA与膜的结合,不过一般不要多余750ul。

    6) 胶回收的关键是通过柱子的溶液的盐浓度、酸碱性(电荷)和疏水性使DNA与柱子结合,因此,若电泳缓冲液的PH偏高,可在溶胶液中加入10ul(PH 5.0,3mol/L的 NaAC);为了使DNA分子更好的拦截在膜上,可以添加30%异丙醇在加热溶解胶后的液体里。

    7) 加洗脱液之前,将柱子在室温放置几分钟(大约需10分钟),以使乙醇充分挥发。

    8) 最后少加些洗脱液,尽量减少回收体积,一般用30-50μl洗脱液洗脱(不能太少,否则无法浸湿膜反而不利于洗脱);洗脱液滴在膜中央,以充分洗脱结合在膜上的DNA。

    9) 可以在加入洗脱液之后,可以在55度水浴5分钟或放在50度水浴10分钟以上再洗脱,或用封口膜密封4度过夜,第二天再离心回收,效果不错。

    10) 将离心后的洗脱液加回吸附柱,再次离心。

    二. 几种PCR 产物回收的详方法和步骤

    1) 普通胶回收

    如果要胶回收,最好还是用试剂盒,方便,回收率也略高,实在要手工回收,可以切胶后加入3倍体积TE,水浴熔化后,酚、酚/氯仿抽提干净,乙醇沉淀即可。另外好像还有冷冻法,没作过,不是很清楚。

    2) 从低熔点凝胶回收DNA

    纯化DNA片段 加与凝胶体积相等的TE(10mmol/l Tris-HCl pH8.0,0.1mmol/l EDTA),置65℃水浴5分钟保温,使凝胶完全溶解。待放至室温,加等量酚(TE饱和,TE封在上层,取下层酚),轻轻混匀(不用混匀),12000rpm,3分钟离心。反复1-2次。取上层液,加0.1体积3mol/L醋酸钠(pH5.2)和2.5倍体积无水乙醇,进行乙醇沉淀。将纯化的DNA加适量TE溶解,测定含量,备用(可用于目的基因结构分析,探针制备等)。

    3) 扩增特异性好的PCR回收

    如果PCR扩增特异性好,只是简单的PCR产物纯化回收,可以在PCR产物中加入50ug/ml 的蛋白酶K,37度1h,酚/氯仿抽提一次,氯仿抽提一次,上清加入0.1体积的醋酸钠,2.5体积的无水乙醇沉淀回收。

    三. 不需胶回收就可直接连接的方法

    1) 低温冷冻析出法

    跑电泳时用低熔点的agarose胶,跑到一定时候,将目的条带所在的那一段胶切下,尽量切干净,让核酸直接暴露在胶的表面,并且,把底下没有脱氧核酸的那点胶也尽量切掉,然后放入1.5ml EP管中,然后放在负75度冰箱中10-30分钟,接着1,300rpm离心5-10分钟,取10ul上清,加入连接体系中。将其余的液体也吸出,储存在另一个管子中,做好标记,放在-20度备用。

    2) 酶切后的直接连接

    在你酶切后可以直接的加入连接酶和另外的片断进行连接是可以筛选出连接好的片断的.

    四、一些注意事项

    1.电泳的buffer和gel都是新制的,切胶的台子清理干净,刀片最好洗净灭菌,总之一句话就是保证切下的带没有外源DNA污染。

    2.切胶是要把整个目的片断所在位置的胶全部回收。为了减少胶的体积,可以用相对比较薄的胶来做,只要够点样即可,也可采用薄而宽的梳子来跑胶。

    3.关于防护,在一般有机玻璃后就足够了,戴上防护面具以保护眼睛,如果你戴树脂眼镜就可以了。

    4.琼脂糖对回收率有一定影响,如果琼脂糖较多,可以增加溶胶液,保证体系盐浓度。影响回收率的因素主要是柱子填料必须在适宜的缓冲环境中(如果用柱子的话)。对于小于100bp的片段回收,可加至30%异丙醇。

    5.如果是用PAGE回收,用水或TE溶解,枪头捣碎,过夜浸泡,即可。当然你要将100bp在胶中位置定好切下。已标记的探针用X片,未标记的用EB。

    6.选用回收效率较高的柱子,比如进口的Qiaquick spin column。

    7.参照分子克隆用低熔点胶回收。除低熔点凝胶回收法外,如用一般凝胶可用透析带短暂电泳,离心管低部加玻璃棉,高速离心等方法回收DNA片段。

    附注:

    1.影响DNA在琼脂糖凝胶中迁移速率的因素:

    1)DNA分子大小 迁移速率U与logN成反比(N为碱基对数目)。分子大小相等,电荷基本相等(DNA结构重复性)。分子越大,迁移越慢。等量的空间结构紧密的电泳快(超螺旋>线性DNA)

    2) 琼脂糖浓度:logU=logU0 Krt 胶浓度,U为迁移率,U0 为DNA的自由电泳迁移率,t为胶浓度,Kr为介质阻滞系数。不同的凝胶浓度,分辨不同范围的DNA

    Agarose: 0.5%: 1-30 kb; 0.7%: 0.8-12 kb

    1.2%: 0.4-7 kb; 1.5%: 0.2-3 kb.

    3)DNA构象:一般迁移速率超螺旋环状>线状DNA>单链开环。当条件变化时,情况会相反,还与琼脂糖的浓度、电流强度、离子强度及EB含量有关。

    4)所加电压:低电压时,线状DNA片段的迁移速率与所加电压成正比。使分辨效果好,凝胶上所加电压不应超过5V/cm

    5)碱基组成与温度:一般影响不大4 -30 ℃

    6)嵌入染料的存在:降低线性DNA迁移率,(不提倡加在电泳液中)

    7)电泳缓冲液 (0.5×TBE)的组成及其离子强度影响DNA的迁移率,无离子存在时,核酸基本不泳动,离子强度过大产热厉害,熔化凝胶并导致DNA变性,一般采用1×TAE,1×TBE,1×TPE(均含EDTA pH8.0)。

    2.溴化乙锭(EB)为致癌剂,操作时应戴手套,尽量减少台面污染。

    3.电泳指示剂:核酸电泳常用的指示剂有两种,溴酚蓝(bromophenol blue, Bb)呈蓝紫色;二甲苯晴(xylene cyanol, Xc)呈蓝色,它携带的电荷量比溴酚蓝少,在凝胶中的的迁移率比溴酚蓝慢。

    July 11

    质粒提取(1)

    质粒提取
    1质粒提取原理
    2质粒小量提取之细菌的培养及收集
    3质粒小量提取之煮沸法
    4质粒小量提取之碱裂解法
    5质粒的大量提取之细菌的培养及收集
    6质粒大量提取之煮沸裂解法
    7质粒大量提取之碱裂解法
    8质粒大量提取之 SDS裂解法
    9质粒DNA纯化
    10质粒提取常见问题解析

    质粒提取原理

           质粒是细胞内的一种环状的小分子DNA,是进行DNA重组的常用载体。作为一个具有自身复制起点的复制单位独立于细胞的主染色体之外,质粒DNA上携带了部分的基因信息,经过基因表达后使其宿主细胞表现相应的性状。在DNA重组中,质粒或经过改造后的质粒载体可通过连接外源基因构成重组体。
           从宿主细胞中提取质粒DNA,是DNA重组技术中最基础的实验技能。分离质粒DNA有三个步骤:培养细菌使质粒扩增,收集和裂解细菌,分离和纯化质粒DNA。
           在质粒提取过程中,由于机械力、酸碱度、试剂等的原因,可能使质粒DNA链发生断裂。所以,多数质粒粗提取物中含有三种构型的质粒:共价闭合环状DNA(cccDNA): 质粒的两条链没有断裂;超螺旋开环DNA(ocDNA): 质粒的一条链断裂;松弛的环状分子线形DNA(lDNA): 质粒的两条链均断裂;线性分子质粒DNA的分子构型 。
           质粒DNA琼脂塘凝胶电泳模式图可分为:松弛线性的DNA; 松弛开环的OC构型; 超螺旋的SC构型。 由于琼脂糖中加有嵌入型染料溴化乙锭,因此,在紫外线照射下DNA电泳带成橘黄色。 道中的SC DNA走在最前沿,OC DNA则位于凝胶的最后边; 道中的L DNA 是经核酸内切限制酶切割质粒之后产生的,它在凝胶中的位置介于OC DNA 和 SC DNA 之间 。

    质粒小量提取之细菌的培养及收集

    试验准备:
    1、 LB液体培养基(Luria-Bertani) :称取蛋白胨(Tryptone)10 g,酵母提取物(Yeast extract) 5 g,NaCl 10 g,溶于800ml去离子水中,用NaOH调pH至7.5, 加去离子水至总体积1升,高压下蒸气灭菌20分钟。
    2、 LB固体培养基:液体培养基中每升加12g琼脂粉,高压灭菌。
    3、 氨苄青霉素(Ampicillin, Amp)母液:配成 50mg/ml水溶液, -20℃保存备用。
    试验步骤:
    将含有质粒菌种接种在LB固体培养基(含50μg/ml Amp)中, 37℃培养12-24h。用无菌牙签挑取单菌落接种到5ml LB液体培养基(含50μg/ml Amp)中,37℃振荡培养约12小时至对数生长后期。

    质粒小量提取之煮沸法

    试验原理:
    煮沸法是根据Holmex和Quigley(1985)的方法改进而成的。在基因工程中, DNA 分子的切割是由限制性内切酶来完成的。限制性内切酶能识别特定的 DNA 序列,在一定的条件下切断双链 DNA 。限制性内切酶的作用效率是受多方面因素影响的,如反应温度,缓冲体系,离子种类与浓度, DNA 的纯度和甲基化程度等。对 DNA 进行酶切时,首先要选择适合的缓冲液。对于单酶切,应选用该酶的最适缓冲液;对于双酶切或三酶切,应选用一种能使所有酶都充分作用的缓冲液。 DNA 的纯度对于酶切的效果的影响也很大,因为蛋白质。酚。氯仿。 SDS 等杂质都会抑制限制性内切酶的活性。 # a( B7 N# l" G% k0 E
            琼脂糖凝胶电泳是分离,鉴定和纯化 DNA 片段的常规方法。利用低浓度的荧光嵌入染料 - 溴化乙锭进行染色,可确定 DNA 在凝胶中的位置。如有必要,还可以从凝胶中 回收 DNA 条带,用于各种克隆操作。琼脂糖凝胶的分辨能力要比聚丙烯酰胺凝胶低,但其分离范围较广。用各种浓度的琼脂糖凝胶可以分离长度为 200bp 至近 50kbp 的 DNA 。长度 100kb 或更大的 DNA ,可以通过电场方向呈周期性变化的脉冲电场凝胶电泳进行分离。
           在基因工程的常规操作中,琼脂糖凝胶电泳应用最为广泛。它通常采用水平电泳装置,在强度和方向恒定的电场下进行电泳。 DNA 分子在凝胶缓冲液(一般为碱性)中带负电荷,在电场中由负极向正极迁移。 DNA 分子迁移的速率受分子大小,构象。电场强度和方向,碱基组成,温度和嵌入染料等因素的影响。
    实验准备:
    70% 乙醇( -20 ℃)及无水乙醇( -20 ℃)
    2、 STET 缓冲液( pH8.0 )( 8% 蔗糖, 0.5%Triton, 50mmol/L EDTA,,10mmol/L Tris )
    2 1.2M 氯化钠 )
    4、 TE 缓冲液( 10mmol/L Tris-HCl, 1mmol/L EDTA )
    5、 STET:0.1mol/L NaCl,10mmol/L TrisCl(pH8.0),1mmol/L EDTA(pH8.0),5%Triton X-10(其他同碱裂解法)
    试验步骤:
    1、 无菌操作台上取1.5ml培养菌体置于离心管(Eppendorf管)中,微量离心机上10000rpm离心1min,或者以 4000rpm离心5-10min,弃上清液,倒扣于干净的吸水纸上吸干。
    2、 将菌体沉淀悬浮于350μl STET缓冲溶液中, 涡旋使其混匀。
    3、 加入25μl新配制的溶菌酶溶液(10mg/ml,用10mmol/L Tris.Cl(pH8.0)配制), 涡旋振荡大概3秒钟。5
    4、 将eppendorf管放入沸水浴中,40秒后立即取出。
    5、 微量离心机上以4℃,12000rmp离心10min。 用无菌牙签从eppendorf管中挑去细菌碎片。
    7、 在上清中加入40μl 5mol/L乙酸钠(pH5.2)和420μl异丙醇,振荡混匀,于室温放置5min。
    8、 微量离心机上以4℃,12 000rmp离心5min,回收核酸沉淀。小心吸去上清液,将离心管倒置于一张纸巾上,以使所有液体流出。再将附于管壁的液滴除尽。(可参考裂解法中的做法)。
    / w( W: U' h# W/ Z5 \0 G9、 加入1ml70%乙醇,以4℃,12 000rmp离心2min。轻轻地吸去上清,这一步操作要格外小心,有时沉淀块 贴壁不紧,去除管壁上形成的所有乙醇液滴,室温下放置,直至乙醇挥发完全,管内无可见的液体为止(大概需要2-5min)。
    10、 用50μl无DNA酶的胰RNA酶(20μg/ml)的TE(pH8.0)溶解核酸,稍加振荡即可,贮存于-20℃。
    注意事项:
    1、大肠杆菌可从固体培养基上挑取单个菌落直接进行煮沸法提取质粒DNA。
    2、 添加溶菌酶一定要有限度,浓度过高细菌裂解效果反而不好,有时不同溶菌酶也能溶菌。 提取的质粒DNA中会含有RNA,但RNA并不干扰进一步实验,如限制性内切酶消化,亚克隆及连接反应等。 试验步骤中的细菌沉淀和核酸沉淀中去除上清液时,一定要除尽。
    5、 用 70% 的乙醇溶液洗涤核酸沉淀时一定要十分谨慎,防止将核酸同洗液一起倒掉。 实验过程中所用的器皿和吸头都要进行高压灭菌。
    7、 当从表达内切核酸酶A的大肠杆菌株(endA+株,如HB101 )中小量制粒DNA时,建议不用煮沸法。因为煮沸步骤不能完全灭活内切核酸酶A,在Mg2+存在下温育(V中用限制酶时)质粒DNA可被降解。 若要避免这一问题可以在用70%乙醇洗涤一步前增加一步用酚/氯仿进行抽提。
    8、 如果要通过限酶切割反应来分析DNA,可取1μlDNA溶液加到另一个含8μl水的微量离心管内,加1μl 10x限制 酶缓冲液和1单位所需限制酶,在适宜温度温育1-2h。将剩余的DNA贮存于-20℃。通过凝胶电泳分析经 限制酸消化的DNA片段。如果小量制备的DNA不被限制酶切开,很有可能在收获细菌的步骤中未能很好地去除所有上清液体。这种情况下,可用酚:氯仿抽提DNA终产物,然后用乙醇重新沉淀DNA,通常,用5-10倍过量的酶(特别是并不昂贵的酶)在100-200μl 体积中进行消化,可以克服限制酶切割反应遇到切割反应遇到的困难。消化后, 加0. 1 体积3mol/L乙酸钠(pH5.2)和2倍体积乙醇沉淀DNA

    质粒小量提取之碱裂解法

    试验原理:
    碱裂解法是较常用的提取的方法。其优点是收获率高,适于多数的菌株,所得产物经纯化后可满足多数的DNA重组操作。十二烷基磺进行质粒的小量制备。十二烷基磺酸钠(SDS)是一种阴离子表面活性剂,它既能使细菌细胞裂解,又能使一些蛋白质变性。用SDS处理细菌后,会导致细菌细胞破裂,释放出质粒DNA和染色体DNA,两种DNA在强碱环境都会变性。由于质粒和主染色体的拓扑结构不同,变性时前者虽然两条链分离,却仍然缠绕在一起不分开;但后者完全变性分甚至出现断裂,因此,当加入pH4.8的酸性乙酸钾降低溶液pH值,使溶液pH值恢复较低的近中性水平时, 质粒的两条小分子单链可迅速复性恢复双链结构,但是主染色体DNA则难以复性。在离心时,大部分主染色体与细胞碎片,杂质等缠绕一起被沉淀,而可溶性的质粒DNA留在上清夜中。再由异丙醇沉淀、乙醇洗涤,可得到纯化的质粒DNA。碱裂解法提取的质粒DNA可直接用于酶切、PCR扩增、银染序列分析等。
    试验准备:
    1、 溶液I:pH8.0 GET缓冲液(50mmol葡萄糖,10mmol/LEDTA,25mmol/L Tris-HCl);溶液I可成批配制,在(6.895x104Pa)高压下蒸气灭菌15min,贮存于4℃。葡萄糖的作用是使悬浮后的大肠杆菌不会很快沉积到管子的底部,增加溶液的粘度,维持渗透压及防止DNA受机械剪切力作用而降解。EDTA是Ca2+ 和Mg2 +等二价金属离子的螯合剂,在溶液I中加入EDTA,是要把大肠杆菌细胞中的二价金属离子都螯合掉。从而起到抑制DNase; 对DNA的降解和抑制微生物生长的作用。
    2、 溶液Ⅱ:0.2mol/LNaOH(内含1%的SDS),这个用的时候需现配。要新配置溶液Ⅱ是为了避免NaOH接触空气中的CO2而减弱了碱性。NaOH是最佳溶解细胞的试剂。不管是大肠杆菌还是哺乳动物细胞,碰到了碱都会在瞬间溶解,这是由于细胞膜发生了从bilayer(双层膜)结构向micelle(微囊)结构的相变化。用不新鲜的0.4 N NaOH,即便有SDS也无法有效溶解大肠杆菌。SDS是离子型表面活性剂。它主要作用是:a溶解细胞膜上的脂质与蛋白,从而破坏细胞膜。b解聚细胞中的核蛋白。c能与蛋白质结合成为R-O-SO3-…R+-蛋白质的复合物,使蛋白质变性而沉淀下来。 SDS能抑制核糖核酸酶的作用,所以在接下来的提取过程必须把它去除干净,以便下一步试验的更好进行。
    溶液Ⅲ:pH4.8乙酸钾溶液(60ml 5mol/L KAc,11.5ml冰醋酸,28.5mlH2O);该溶液钾离子浓度为3mol/L,醋酸根离子浓度为5mol/L. pH4.8的乙酸钾溶液是为了把抽提液的pH调至中性,从而使变性的质粒DNA复性,且稳定存在。溶液III加入后的沉淀实际上是K+置换了SDS中的Na+形成了不溶性的PDS,而高浓度的盐有利于变性的大分子染色体DNA、RNA以及SDS-蛋白复合物凝聚,使得沉淀更完全。前者是因为中和核酸上的电荷,减少相斥力而互相聚合,后者是因为盐与SDS-蛋白复合物作用后,能形成较小的盐形式复合物。异丙醇;采用PEG(6000)沉淀DNA,大小不同的DNA分子所用的PEG的浓度也不同,PEG的浓度低,选择性沉淀DNA分子量大,大分子所需PEG的浓度只需1%左右,小分子所需PEG浓度高达20%。无水乙醇:乙醇可以以任意比和水相混溶,而DNA溶液是DNA以水合状态稳定存在,同时乙醇与核酸不起化学反应,因此是理想的沉淀剂。加入的乙醇后,乙醇会夺去DNA周围的水分子,DNA失水聚合。一般实验中,是!
    加2倍体积的无水乙醇与DNA相混合,其乙醇的最终含量占67%左右。也可改用95%乙醇来替代无水乙醇。但是加95%的乙醇使总体积增大,而DNA在溶液中有一定程度的溶解,因而DNA损失也增大,尤其用多次乙醇沉淀时,就会影响收得率。折中的做法是初次沉淀DNA时可用95%乙醇代替无水乙酵,最后的沉淀步骤要使用无水乙醇。也可以用0.6倍体积的异丙醇选择性沉淀DNA。一般在室温下放置15-30min即可。但因为使用异丙醇时常把盐沉淀下来,所以较多的还是使用乙醇。
    8 pH8.0TE缓冲液;10mmol/LTris-HCl,1mmol/L EDTA,其中含 RNA酶 20ug/ml。在基因操作实验中,选择缓冲液的主要原则是考虑DNA的稳定性及缓冲液成分干扰作用。磷酸盐缓冲系统(pKa=7.2)和硼酸系统(pKa=9.24)等虽然也都符合细胞内环境的生理范围(pH),可作DNA的保存液,但在转化实验时,磷酸根离子的种类及数量将与Ca2+产生Ca3(PO4)2沉淀;在DNA反应时,不同的酶对辅助因子的种类及数量要求不同,有的要求高离子浓度,有的则要求低盐浓度,采用Tris-HCl(pKa=8.0)的缓冲系统,由于缓冲液是TrisH+/Tris,不存在金属离子的干扰作用,故在提取或保存DNA时,大都采用Tris-HCl系统,而TE缓冲液中的EDTA更能稳定DNA的活性。酚与水有一定的互溶,苯酚用水饱和的目的是使其抽提DNA过程中,不致吸收样品中含有DNA的水分,减少DNA的损失。用Tris调节至pH为8是因为DNA在此条件下比较稳定。在中性或碱性条件下(pH5~7),RNA比DNA更容易游离到水相,所以可获得RNA含量较少的DNA样品。
    试验步骤:
    无菌操作台上,取1.5ml培养菌体置于离心管(Eppendorf管)中,微量离心机上以10000rpm离心1min,或者以4000rpm离心5-10min,弃上清液,离心管倒扣于干净的吸水纸上吸干。沉淀中加100μl用冰预冷的溶液I,加或不加入少量溶菌酶粉末,充分混合(需要剧烈振荡)。室温下放置10min。
    加入200μl溶液 II(新鲜配置),加盖后轻轻快速颠倒离心管数次混匀(千万不要振荡),冰浴5 min 。
    加入150μl预冷溶液III,轻轻颠倒数次混匀(10s),置于冰浴15 min 。
    微量离心机上以4℃,12000rpm离心15min,取上清液于另一新Eppendorf管中。
    上清夜中加入等体积酚/氯仿(1:1)混匀,微量离心机上以4℃,12000rpm,离心5min。{经验之谈:如果选用
    宿主合适的话(如DH5a、XL1-blue等,HB101和BL21则不行),可以不用酚氯仿抽提这一步。用1倍体积的乙醇 沉淀,沉淀中所含的盐和RNA就很少了,完全去除上清液后就可以直接加TE溶解质粒,后续的限制性酶切转化完全没有问题。仅供参考}
    小心转上层至一新的离心管弃去中层的蛋白质和下层的有机相。
    8、 小心移出上清于一新Eppendorf管中,加入2 /3倍体积异丙醇,混匀, 4℃离心12000g×5min。: 上清夜中加入2倍体积的无水乙醇混匀,室温下放置5min-10min,以12000rpm,离心5min-15min。
    9 1.0ml预冷的70%乙醇洗涤沉淀1 ~2次,沉淀在室温下晾干。
    小心吸去上清夜,将离心管倒置于一张纸上,使所有的液体流出。再将附着在管壁上的液滴除去。在除去管壁上的液滴时,可以用一次性吸头与真空管相连,用吸头接触液面。但在液体吸出时应当尽量使吸头远离核酸沉淀。自然干燥或者真空抽干到看不到液滴最好。
    加入50μlTE缓冲液(PH 8.0 含20μg/mlRNaseA)溶解质粒粗提物,在-20℃保存。
    注意事项:
           提取过程应尽量在低温环境中进行,蛋白质的去除以酚/氯仿混合效果最好,可以采取多次抽提尽量将蛋白质除干净,在沉淀DNA 时通常使用冰乙醇,在低温条件下放置可使DNA沉淀完全。同时反应中加入的盐浓度一定要控制好,当加入的盐溶液浓度太低时,只有部分DNA形成DNA钾盐而聚合,这样就造成DNA沉淀不完全,当加入的钾溶液浓度太高时,其效果也不好。在沉淀的DNA中,由于过多的盐杂质存在,影响DNA的酶切等反应,必须要进行洗涤或重沉淀。一般情况下都是加入的最终浓度达0.1~0.25mol/L为宜。

    May 06

    新的开始

    新的开始,新的旅程,删除破碎的记忆,割断无聊的情绪,好好学习!