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质粒DNA的提取和PCR技术

溶液二中NaOH不要暴露在空气中太久。可能会与空气中的CO2 与 NaOH作用,减弱了其碱性。
3。琼脂糖电泳进行鉴定质粒DNA时 如果能看到三条带,这三条
带以电泳速度的快慢而排序,分别是超螺旋、开环和复制中间 体(即没有复制完全的两个质粒连在了一起),注意碱法抽提 得到质粒样品中应不含线性DNA ,另外如果发现运动得较慢的 带,可能是由于操作不慎污染的大肠杆菌基因组DNA的片断。
操作步骤注意事项: 操作步骤注意事项
1。配置反应体系。 标准的PCR反应体系: 10×扩增缓冲液 1ul 4种dNTP混合物 200umol/L 引物 各1~10pmol 模板DNA 10~200ng Taq DNA聚合酶 0.25u Mg2+ 1.5mmol/L 加双或三蒸水至 10ul 2。 在加热至90℃以上的PCR仪中预变性94℃ 2分钟, 然后循环: 94℃ 1分钟, 50℃ 1分钟, 72℃ 1.5分钟, 共30轮循环。 3. 循环结束后, 72℃ 10分钟,4℃保存。 4. 电泳结束,观察
注意问题:
1。防止核酸污染:PCR反应的最大特点是具有较大扩增能力与极高
的灵敏性,但令人头痛的问题是易污染,极其微量的污染即可造成假阳 性的产生。
吸样枪:吸样枪污染值得注意.由于操作时不慎将样品或模板核酸 吸 入枪内或粘上枪头是一个严重的污染源。吸头、小离心管应 一次性使用 。 开关盖时注意不要接触到内壁,并且不要开盖时间太长,以免 污染。 2。预混和分装PCR试剂:PCR反应液应预先 配制好,然后小量 分装。节省时间并保证各管成分平行 。最好在加样时都在冰上 低温进行,以防止加入酶后反应立即开始。 3。阳性对照与阴性对照的设立。-重要! 阳性对照与阴性对照的设立。 重要! 阳性对照与阴性对照的设立 重要 有利于问题的解决, 有利于问题的解决,对于优化条件以及排除污染可能性都很有 用!
粒DNA复性,染色体和蛋白质不可逆变性,形成不可溶复合物, DNA复性,染色体和蛋白质不可逆变性,形成不可溶复合物, 复性 同时K+ SDSK+使 同时K+使SDS-蛋白复合物沉淀。
6.12000g离心10min取上清,加入等体积的苯酚/氯仿 /异戊醇,振荡混匀,4℃离心12000g10min。-抽提掉
剩余蛋白。 剩余蛋白。
7.小心移出上清于一新微量离心管中,加入0.5~0.7 倍体积的异丙醇,混匀,4℃离心12000g,10min。-可
以用两倍体积的无水乙醇,室温放置2 离心。 以用两倍体积的无水乙醇,室温放置2-5min 离心。不要沉淀太 久
8.1ml 75%乙醇洗涤沉淀1次,4℃离心,弃上清,将 沉淀在室温下晾干。-不要太干,否则不易溶解。 不要太干, 9.沉淀溶于20μl TE(含RNase A 20μg/ml),37℃ 水浴30min以降解RNA分子,-20℃保存备用。 10.琼脂糖电泳检测。检测,定量。
质粒DNA的提取和 质粒DNA的提取和 PCR技术 PCR技术
质粒提取
基本原理 操作步骤 注意事项 实验室安全
基本原理
细菌质粒是一类双链、闭环的DNA,大小范围从1kb至 200kb以上不等。各种质粒都是存在于细胞质中、独 立于细胞染色体之外的自主复制的遗传成份.质粒已 成为目前最常用的基因克隆的载体分子,碱裂解法是 最常用的方法。 基本原理为:当菌体在NaOH和SDS溶液中裂解时,蛋 当菌体在NaOH和SDS溶液中裂解时, 当菌体在NaOH 溶液中裂解时 白质与线性DNA发生变性,质粒释放到上清中。 DNA发生变性 白质与线性DNA发生变性,质粒释放到上清中。当加 入中和液后,因为闭环的质粒DNA DNA分子虽然氢键破坏 入中和液后,因为闭环的质粒DNA分子虽然氢键破坏 但双链并不分离。能够迅速复性,呈溶解状态, 但双链并不分离。能够迅速复性,呈溶解状态,离心 时留在上清中;蛋白质与染色体DNA变性相互缠绕成 时留在上清中;蛋白质与染色体DNA变性相互缠绕成 DNA 大分子复合物而呈絮状被SDS覆盖, SDS覆盖 大分子复合物而呈絮状被SDS覆盖,当加入溶液三后 形成PDS被离心时可沉淀下来。 PDS被离心时可沉淀下来 形成PDS被离心时可沉淀下来。
4)Mg2+浓度:Mg2+对PCR扩增的特异性和产量有 显著的影响,在一般的PCR反应中,各种dNTP浓度 为200umol/L时,Mg2+浓度为1.5~2.0mmol/L为宜。 Mg2+浓度过高,反应特异性降低,出现非特异扩增, 浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性,使反应产物 减少。 (5)引物:PCR 产物的特异性取决于引物与模板 DNA互补的程度。最佳的引物浓度一般在0.1到 0.5μM。以最低引物量产生所需要的结果为好,引物 浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物 之间形成二聚体的机会。 引物设计的好坏是决定PCR成功与否最重要的因素。
基因组DNA会慢慢断裂 混匀动作要轻柔,既保证细菌沉淀在试 基因组DNA会慢慢断裂 。混匀动作要轻柔 既保证细菌沉淀在试 DNA 剂中充分扩散又要避免机械剪切已变性的质粒DNA和染色体基 剂中充分扩散又要避免机械剪切已变性的质粒 和染色体基 因组DNA 。 因组
5.加入150μl预冷的溶液Ⅲ,将管温和颠倒数次混匀, 见白色絮状沉淀,冰上放置3-5min。-中和溶液,此时质 中和溶液,
PCR的反应动力学 PCR的反应动力学 :
PCR的三个反应步骤反复进行,使DNA扩增量呈指数上升。反 应最终的DNA 扩增量可用Y=(1+X)n计算。平均扩增效率的理 论值为100%,但在实际反应中平均效率达不到理论值。 反应曲线:反应初期,靶序列DNA片段的增加呈指数形式,随 着PCR产物的逐渐积累,被扩增的DNA 片段不再呈指数增加, 而进入线性增长期或静止期, 即出现“停滞效应” ,这种效应 称平台期数(原因:PCR 扩增效率及DNA聚合酶PCR的种类和 活性及非特异性产物的竟争等因素)。
试剂准备 :
1. 溶液Ⅰ: 50mM葡萄糖 平衡渗透压,调节PH值,有利悬浮。 25mM Tris-HCl(pH 8.0) 调节PH值 10mM EDTA(pH 8.0)鏊和离子 抑制DNase活性 高压灭菌15min ,贮存于4℃ 2. 溶液Ⅱ:0.2N NaOH,1% SDS 裂解细菌,变性线性DNA 3. 溶液Ⅲ:醋酸钾(KAc)3M,pH 4.8 中和PH值,并与SDS
反应参数要素: 反应参数要素
1。PCR反应五要素
(1)Taq酶:酶量:催化一典型的PCR反应约需酶量 2.5U(指总反应体积为100ul时),浓度过高可引起非特 异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。保真性: rTaq-1~2kbp,LaTaq-~20kbp,Pfu(Pyrobest)-. 吸取时注意,保存在甘油中故比较粘稠。 (2)dNTP的质量与浓度 :在PCR反应中,一般反应 中每种dNTP的终浓度为20-200µmol/L 。4种dNTP的 浓度要相等( 等摩尔配制),如其中任何一种浓度不同 于其它几种时(偏高或偏低),就会引起错配。 (3)模板;模板可以是DNA片断,基因组,质粒, 噬菌体,菌液等任何含DNA生物样品。可以是单链分 子,也可以是双链分子,可以是线状分子,也可以是环状 分子 一般反应中的模板数量为102 -105 拷贝。模板纯 化程度影响扩增效率。
基本原理:
类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互 补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤 构成:①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时 间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使 之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;②模板 DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度 降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;③ 引物的延伸:DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下, 以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制 原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链重复循 环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”, 而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~ 4分钟, 2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
作用沉淀
4.苯酚/氯仿/异戊醇(25:24:1)苯酚变性抽提蛋白,为
tris-base平衡酚。氯仿防止苯酚与水互溶。异戊醇的作用是降 低表面张力,可以减少泡沫
5.异丙醇,乙醇(无水乙醇、70%乙醇)沉淀质粒 6.TE:10mM Tris-HCl(pH 8.0),1mM EDTA(pH 8.0)。 RNase A:10mg/ml
PCR技术
基本原理 反应动力学 使用步骤及注意事项 反应参数要素 PCR优化 优化
PCR技术
聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是 80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。 它具有 特异、敏感、产率高、 快速、 简便、重复性好、易 自动化等突出优点;能在一个试管内将所要研究的目 的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百 万倍,使肉眼能直接观察和判断 。-可以用于基因克隆, 目的基因检测等。 发展:Taq DNA聚合酶:分离于温泉菌中,耐高温。 PCR和TaqDNA聚合酶被美国《科学》杂志1989年的 “年度分子”,并被列为80年代10项粒质量: 首先实验菌种生长的好坏直接影响质粒DNA的提
取,因此对存放时间较长的菌种需要事先加以活化。其次操作 过程注意:避免基因组断裂,除净蛋白,盐离子清洗干净。 质粒数量:同量摇菌量中质粒量取决于质粒拷贝数。低拷贝 数质粒可以通过添加氯霉素来增大拷贝数。
2。阳性菌破壁裂解比较困难,可以先用溶菌酶处理。
操作步骤及注意事项
1挑取单菌落,接种于含有相应抗生素的LB培养基中, 于37℃振荡培养14~18 h。-培养时间不能太长,否则细 培养时间不能太长,
菌老化,代谢产物太多。影响质粒质量。 菌老化,代谢产物太多。影响质粒质量。
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