DNA的提取与鉴定
⒈ 破碎细胞,溶解DNA:
用提取液(裂解液)破坏细胞壁、细胞膜和核膜。
微生物样品提取液:含表面活性剂SDS、溶菌酶等 动物样品提取液:含SDS、蛋白酶K等 植物样品提取液:含CTAB
核酸酶可被Ca2+、Mg2+等激活,提取液均含有螯合剂(如EDTA, 柠檬酸等),螯合这些离子。
(SDS,破膜、蛋白质变性沉淀)——苯酚抽 提蛋白质——氯仿抽提、萃取苯酚
(二)复性 变性DNA在适当条件下,可使两条分开的单链重新形成双螺旋DNA
的过程称为复性(renaturation)。 当热变性的DNA经缓慢冷却后复性称为退火(annealing)。DNA
复性是非常复杂的过程,影响DNA复性速度的因素很多:DNA浓度高, 复性快;DNA分子大复性慢;高温会使DNA变性,而温度过低可使误配 对不能分离等等。最佳的复性温度为Tm减去25℃,一般在60℃左右。 离子强度一般在0.4mol/L以上。ຫໍສະໝຸດ 细胞DNA的提取过程:
裂解:破碎细胞,使细胞中的核酸游离 在裂解体系中
纯化:使核酸与其它杂质彻底分离, 如蛋白质、盐等
总原则:①应保证核酸一级结构的完整性;
②排除其它分子的污染。
鉴定:浓度、纯度、分子量、测序
(技术:分光光度技术、凝胶电泳技术等)
(一)样品预处理(获取分散细胞)
1、植物样品
新鲜组织先用无菌生理盐水洗; 干药材除去霉点,无菌水浸洗;
(二)基因 基因(遗传因子)是具有遗传效应的DNA片段,基因支持着生命的基
本构造和性能。
编码区:是可以被转录的区域 非编码区:不可以被转录的区域
密码子:遗传密码(英文:Genetic code)是一组规则,将DNA或RNA序 列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列,以用于蛋 白质合成。 起始密码子为AUG(甲硫氨酸) ;终止密码子:UAA、UAG、UGA.
DNA样品:
OD260 / OD280 =1.8 ,DNA纯度高 OD260 / OD280 > 1.8,含RNA,或DNA部分降解 OD260 / OD280 < 1.8,含苯酚或蛋白杂质
热变性一半时的温度称为熔点或变性温度,以Tm来表示。 DNA的G+C含量影响Tm值。由于G≡C比A=T碱基对更稳定,因 此富含G≡C的DNA比富含A=T的DNA具有更高的熔解温度。根据 经验公式xG+C =(Tm - 69.3)× 2.44可以由DNA的Tm值计算 G+C含量,或由G+C含量计算Tm值。
核酸的降解:核苷酸间的磷酸二酯键的断裂
引起核酸变性的因素有:高温、强酸强碱 有机溶剂、尿素等
当呈双螺旋结构的DNA溶液缓慢加热时,其中的氢键便断开,双 链DNA便脱解为单链,这叫做核酸的“溶解”或变性。在适宜的 温度下,分散开的两条DNA链可以完全重新结合成和原来一样的 双股螺旋。这个DNA螺旋的重组过程称为“复性”。
捣碎或剪碎;加液氮研磨成粉状。
2、动物样品
(1)组织样品:
新鲜样品,生理盐水洗,直接使用(或分装、 -70℃/液氮低温保存);
甲醛固定组织要先去掉甲醛;
石蜡包埋组织要经过组织切片和二甲苯脱蜡等处 理。
(2)血细胞样品: 来源:新鲜血液或者冻贮血液;
抗凝剂:一般用EDTA-Na2或柠檬酸钠(枸橼酸 钠 ),不可使用肝素;
经离心后溶液分为三层:上层是核酸溶液、 中间不溶物为变性蛋白质,下层是苯酚氯 仿溶液。
核酸溶液 蛋白质 苯酚氯仿
3.沉淀DNA
有机溶剂沉淀DNA:2倍体积无水乙醇(或1倍体积的异戊醇)
再用75%乙醇清洗多次。
4.重新溶解DNA
将DNA溶于水或TE溶液。
DNA提取的一般流程
二、核酸的鉴定
(一)核酸浓度检测
分离:红白细胞,一般用明胶,加缓冲液悬浮白细 胞。(血清DNA是研究肿瘤的材料之一)
(3)培养细胞: 离心,弃细胞培养液; 用缓冲液多次漂洗;
3、微生物培养物样品
离心获取菌体细胞, 加缓冲液洗涤, 加缓冲液悬浮菌体细胞。
4、微生物混合样品
用缓冲液悬浮菌体,低速离心,沉淀杂质。 高速离心获取菌体细胞。 用缓冲液洗涤菌体细胞。 加缓冲液悬浮菌体细胞。
2、核酸的溶解度与黏度
DNA与RNA都是极性化合物,都微溶于水,而不溶于乙醇、 乙醚、氯仿等有机溶剂。
DNA的黏度很大,当DNA溶液受热或其他因素作用下,发 生双螺旋结构变为无规则线团结构,此时黏度降低,因此可 用黏度做为DNA变性的指标。
3、核酸的紫外吸收 由于核酸的组成成分是嘌
呤碱、嘧啶碱(带有共轭双 键)具有强烈的紫外吸收, 所以核酸表现出强烈的紫外 吸收性质,其最大的吸收峰 在260nm。
1、DNA提取用具的处理
要求无菌;试剂、器材高压干燥等进行无 DNA酶处理。
2、RNA提取用具的处理
要求无菌,防止二次污染。 RNA易被RNase水解,RNase无处不在且 耐高温,提取条件要求严格。
二、真核生物基因组DNA的常规提取
裂解细胞,溶出DNA 除去杂质
沉淀、浓缩DNA 重新溶解DNA
OD260=1时(比色皿厚度1.0cm) 双链DNA浓度为50 μg/ml, 单链DNA或RNA浓度为40 μg/ml。
DNA(μg/ml) = OD260×50 RNA(μg/ml ) = OD260×40
核酸在260 nm处有吸收峰,蛋白质在280 nm有吸 收峰
核酸的纯度用OD260/OD280比值表示。
核酸提取与鉴定
一、核酸的理化性质 核酸可分为核糖核酸(简称RNA)和脱氧核糖核
酸(简称DNA)。DNA是储存、复制和传递遗传信息 的主要物质基础。
1、核酸的酸碱性质
核酸含有酸性的磷酸基和碱性的含氮的碱基,因此核酸 是两性的电解质,具有等电点。
但磷酸基酸性相对较强,所以核酸通常表现为酸性。在 一定的pH下,核酸能发生两性电离,从而使得核酸带上电荷, 具有电泳行为。
3、增色效应(hyperchromic effect)是指因高分子结构的改变, 而使摩尔吸光系数增大的现象
核酸变性时,双螺旋结构被破坏,嘌呤碱、嘧啶碱暴露出来, 其紫外吸收能力增强。
4、核酸的变性、复性及杂交 核酸的变性:在物理和化学因素的作用下,维系核酸二级结构的 氢键和碱基堆积力受到破坏,DNA由双链解旋为单链的过程。