小鼠β-actin基因的克隆
【摘要】β-actin基因是肌动蛋白的一种，在各种细胞和组织当中，β-actin 基因表达相对稳定【1】，且β-actin基因在核DNA中有多个拷贝，增加了核DNA的检测率【2】，在PCR当中常常被作为内参使用。本次实验通过对从小鼠肝脏中提取得到的RNA进行PT-PCR、扩增、克隆、筛选以及PCR鉴定和酶切鉴定等，获得纯度较好的β-actin基因，为以后的实验打下了基础。【Abstract】β-actin gene is a kind of actin，In all sorts of cells and tissues，β-actin gene express relatively stable【1】，and β-actin genes in nuclear DNA has multip le copies，increased nuclear DNA detection rate【2】，so that it is often used as the reference in PCR。This experiment by making PT-PCR, amplification, clone, filter, and PCR identification and endonuclease identification, etc.of RNA,which is extracted from the livers of the mice , gets the good purity of β-actin genes, lay the foundation of the later experiment.
【关键词】RT-PCR，克隆，酶切
目录
1、前言 (2)
2、实验仪器、试剂与材料 (3)
2.1实验仪器 (3)
2.2试剂与材料 (3)
3、方法与结果分析 (4)
3.1小鼠肝脏总RNA提取 (4)
3.1.1 实验步骤 (4)
3.2 RT－PCR、扩增产物纯化与琼脂糖凝胶电泳鉴定 (5)
3.2.1 实验步骤 (5)
3.2.2结果分析 (5)
3.3 RT-PCR产物克隆 (6)
3.3.1 实验步骤 (6)
3.3.2结果分析 (6)
3.4转化子的筛选及PCR鉴定 (8)
3.4.1 实验步骤 (8)
3.4.2结果分析 (9)
3.5重组质粒提取与酶切鉴定 (10)
3.5.1 实验步骤 (10)
3.5.2结果分析 (11)
4、结论 (12)
参考文献 (13)
1、前言
β-actin在不同长生条件和不同生长阶段稳定表达，因而常作为一种内参基因被广泛使用，对于β-actin基因的研究也有很多的实验【3】，然而纸上
得来终觉浅，觉知此事要鞠行，正所谓实践出真知，通过这次小鼠β-actin 基因的克隆的实验，我们不仅了解到了β-actin基因的作用，同时实验操作能力大大增强，更重要的是，我们获得了独立思考的能力和懂得了团队合作精神的重要性。这正是我们开展大实验的初衷。
2、实验仪器、试剂与材料
2.1实验仪器:
低温高速离心机（Anke TGL-16B，上海安亭科学仪器厂），组织研磨棒，DEPC 水处理的EP管与枪头，移液器（0.5-10微升、10-200微升，100-1000微升的量程），一次性手套，眼科剪，眼科镊，止血钳，PCR仪(2720 Thermal Cycler，AB Applied Biosystems)；恒温水浴箱（HWS 26型电热恒温水浴箱，上海一恒科技有限公司，上海一恒科学仪器有限公司），微波炉（WG700TL20Ⅱ-K6,佛山市顺德区格兰仕微波炉电器有限公司），电泳仪（DYY-8C型电泳仪，北京市六一仪器厂），紫外分析仪（北京市六一仪器厂）；净化超净台（SW-CJ-IF，苏净集团苏州安泰空气技术有限公司），冰盒，培养箱（MODEL，SGSP-02，黄石市恒丰医疗器械有限公司），摇床（气浴恒温振荡器，SHZ-82A，金坛市宏华仪器厂），玻璃试管，离心机，玻璃棒；涂布器，灭菌试管。
2.2试剂与材料：
小鼠，Trizd试剂，氯仿（三氯甲烷CHCL3,,天津市富宇精细化工有限公司），异丙酮[（CH3）2CHOH,江苏强盛化工有限公司出品，上海润捷化学试剂有限公司总代理]，75﹪乙醇（DEPC处理的水配制），无水乙醇[（CH3）2CHOH,江苏强盛化工有限公司出品，上海润捷化学试剂有限公司总代理]，5×RT Buffer，dNTP Mixture，RNase Inhibitor，AMV Reverse Transcriptase，Oligo dT-Adaptor Primer； MgCl2、10×RT Buffer、RNase Free H2O、dNTP Mixture 、RNase Inhibitor、AMV Reverse Transcriptase、Oligo dT-Adaptor Primer、5×PCR
Buffer、dH2O、dNTP Mixture、TaKaRa Ex Taq HS、上下游PCR引物（10pmol/L）、凝胶回收试剂盒、TAE Buffer、电泳上样缓冲液、EB、DNA Marker；pMD19-T 载体试剂盒，0.1M CaCl2，菌株与培养基【大肠杆菌DH5α；LB(Amp-)培养基，含X-gal和IPTG的LB(Amp+)平板】；LB（含Amp）液体培养基，PCR Buffer、dNTP mix、Primer 1# 、Primer 2#、Taq DNA polymerase 、H2O、琼脂糖、TAE 电泳缓冲液、上样缓冲液、DNA染料；含质粒DNA的过夜培养的DH5α菌株LB菌液1.5mL，溶液Ⅰ【50 mmol/L 葡萄糖，25 mmol/L Tris.Cl (pH8.0)，10mmol/L EDTA (pH8.0)】，溶液Ⅱ（0.2 mol/L NaOH ，1% SDS），溶液Ⅲ【（乙酸钾溶液）：5 mol/L KAc 60mL，冰醋酸11.5mL，H2O 28.5mL，定容至100mL, 并高压灭菌，溶液终浓度为: K+3mol/L, Acˉ 5mol/L】，异丙醇、无水乙醇、70％乙醇，酶切鉴定试剂（限制性内切酶酶切所需试剂：质粒DNA、EcoR I、HindIII 和酶切反应缓冲液，琼脂糖凝胶电泳所需试剂：1％的琼脂糖凝胶，TAE电泳缓冲液，10×加样缓冲液，DNA染料。
3、方法与结果分析
3.1小鼠肝脏总RNA提取
3.1.1 实验步骤
3.1.1.1 解剖小鼠，取其肝脏，分成六份，取一份放入已含500ul Trizol的DEPC 处理过的1.5ml EP管中；
3.1.1.2 快速研磨，再加500mlTrizol研磨，室温5min使其充分溶解；
3.1.1.3 12000rpm离心5min，将上清转移至一新的DEPC处理后的 1.5mL EP 中，加入200μL 氯仿，振荡混匀，室温放置3 min；
3.1.1.4 12000 rpm离心15 min；
3.1.1.5 离心后混合物分为三层：下层红色的苯酚-氯仿层，中间层，上层无色的水样层。RNA无一例外地存在于水样层当中。小心移取上层无色水样层，转移至另一新EP管中；
3.1.1.6 加入500μL异丙醇，室温放置15 min；
3.1.1.7 12000 rpm离心15 min，这时会在EP管的底部看到白色沉淀；轻轻弃
去上清；
3.1.1.8 加入1 mL 75％乙醇（用DEPC处理的水配制）洗涤RNA沉淀；
3.1.1.9 7500 rpm离心5 min, 弃上清；将EP管倒置，干燥，挥发剩余的乙醇；
3.1.1.10用20ul DEPC处理的水溶解RNA沉淀。
3.2 RT－PCR、扩增产物纯化与琼脂糖凝胶电泳鉴定
3.2.1实验步骤
3.2.1.1 RT－PCR：配好并混匀反转录反应液（5×RT Buffer 2μL+dNTP Mixture 4μL+RNase Inhibitor 0.5μL+AMV Reverse Transcriptase
1μL+Oligo dT-Adaptor Primer 0.5μL+实验样品RNA 2μL），然后进行反转
录反应（42℃ 30min、99℃ 5min、5℃ 5min）；
3.2.1.2 PCR反应：配好并混匀PCR反应液（10×PCR Buffer 5μL+ddH2O
28ul+dNTP Mixture 4μL+ TaKaRa Taq HS 1μL+上游PCR引物 1ul+下游PCR
引物 1ul），然后进行PCR反应【94℃ 2min、（94℃ 30sec、61.5℃ 30sec、
72℃ 1.5min）×30 Cycle、72℃ 7min、4℃】；
3.2.1.3 琼脂糖凝胶电泳：称1g琼脂糖+100mlTAE缓冲液，微波炉加热2分
钟熔化后取出，待其冷却到手可以忍受的温度时加入5ulEB混匀，然后倒入装好
的胶槽内（一块大胶两块小胶）。胶凝固后大胶上样（50ul样品+10ul Loading
Buffer，混匀，因觉得加50ul梳子孔装不下，后来就只加了40ul，剩下的加到第
二个孔）。电泳（109mA），指示剂跑到胶的一半时停止；
3.2.1.4 扩增产物的纯化：将胶拍照后拿到紫外灯下观察，切取所需DNA条带
于1.5mlEP管中+200ul Binding Buffer（xp2）59.9℃水浴熔化。将熔胶液转移至
套在一个2mL收集管的HiBind DNA Mini柱子中10000转离心1min。弃滤液，
+300ul Binding Buffer（xp2）10000转离心1min。弃滤液，+700ul SPW Wash Buffer
10000转离心1min，重复一次。弃滤液，13000转离心2min。将柱子装到一个新
EP管中，+20ul Elution Buffer 13000转离心1min洗脱DNA,重复一次。
3.2.1.5 跑电泳（小胶）：5ul样品+1ul Loading Buffer，128mA电泳，因跑得
太慢，中途改为143mA、103v。电泳结束拿胶去拍照。
3.2.2结果分析
3.2.2.1
图一 PCR扩增产物的凝胶电泳图
首先加的是marker，左边标的数字对应表示marker的分子量。其余两孔上的样是RT-PCR扩增后的样品，可见每个孔道显示有两条条带，上面那条小的条带表示的是扩增后的DNA，分子量为1.2kb，与marker的分子量对比相差不大，比较准确；下面大的条带表示的是PCR扩增后留下来的引物等杂质。50ul样品+10ul Loading Buffer配好上样液，隔孔加，本来每孔上样50ul，但一开始有的组加了50ul的样品溢了出来，后来就改为加40ul，我们组1孔加40ul，剩下的上样液就全部加到2孔了。可见这两个孔的DNA条带都很浅，由于荧光强度与DNA 含量成正比，所以证明我们的样品中所含DNA量较少，可能是因为我们操作不够严谨，致使部分RNA被RNA酶降解了；或者PCR过程反应不充分，因为我们在PCR管上贴了标签，这会影响PCR的温度，使反应不能准确充分地进行；又可能是因为我们分开加的量太少，这些因素都会影响DNA的含量。
3.2.2.2
图二扩增产物纯化后的凝胶电泳图
这是纯化后的显示条带，对比图一，可见DNA含量条带基本相同，证明纯化效果较好，同时进一步鉴定了该条带确实表示的是DNA的含量，达到预期理想的效果。
3.3 RT-PCR产物克隆
3.3.1实验步骤
3.3.1.1 PCR产物与T载体的连接：用0.2ml的PCR管做实验组（dd H2O 2 μL+Solution Ⅰ5 μL+ pMD19-T载体1 μL+PCR产物2 μL）和对照组（dd H2O 3μL+Solution Ⅰ5 μL+ pMD19-T载体1 μL+ Control Insert 1 μL），轻混，16℃连接反应30min以上。
3.3.1.2 大肠杆菌感受态细胞的制备：接种10 μL甘油菌至含有2ml 培养基（Amp-）的试管中，37℃振荡培养过夜。以1%的接种量将甘油菌种30 μL接种到3ml LB培养基（Amp-）中，37℃振荡培养3h(此时菌液的A600值达到0.3～0.4)。室温下，以5000rpm离心2min，回收细胞。在超净工作台里用枪头吸取上清弃掉，再用100μL预冷的0.1M CaCl2溶液重悬菌体（重悬时操作要轻），冰浴放置。
3.3.1.3 大肠杆菌的转化（无菌操作）：将连接产物（试验组和对照组）加入到制备好的感受态细胞里，用加样枪反复吹打，将质粒与感受态细胞混合均匀，冰浴10 min；42℃水浴热休克2 min，时间到后迅速在冰上冷却10 min；加入1mL LB 培养基（Amp-），37℃静置半小时；5000rpm离心2min，在超净工作台中用枪头
吸取800μL上清弃掉，用剩余的液体将细胞悬浮；将悬浮细胞全部吸取并转移至含X-gal和IPTG的LB(Amp+)平板上，用无菌玻璃棒涂布均匀，37℃倒置培养过夜。
3.4转化子的筛选及PCR鉴定
3.4.1实验步骤
3.4.1.1 蓝白斑平板的制作：于1L烧杯中加入：Tryptone 10g、Y east Extract 5g 和NaCl 10g，加入约800mL 的去离子水，充分搅拌混匀。滴加5N NaOH(约0.2mL),调节PH值至7.0。加去离子水将培养基定容至1L后，加入15g Agar。高温高压灭菌后，冷却至60度左右。加入1mL Ampicillin(100mg/mL)、1mL IPTG （24mg/mL）、2mL X-Gal（20 mg/mL）后均匀混合。铺制平板（30-35mL培养基/90mm培养皿）。4度避光保存,一般存放24小时后才开始使用。次日从37度温箱中取出平板观察，蓝色菌落即初步认定为未转化菌，白色菌落初步认定为转化子。
3.4.1.2 菌落PCR：按顺序在配PCR反应体系（10X PCR Buffer 2μL+ dNTP mix 1.6μL+Primer1# 1ul +Primer2# 1μL+Taq DNA polymerase 0.5μL+dd H2O 13.9μL），常温下随机挑选一个转化板上的转化子，用灭菌的小枪头挑取少量菌体；先将小枪头放入一支装有约3mL LB（Amp+）培养基的试管中洗涤2-3次，然后将同一枪头浸入装有PCR mixture的PCR管中反复吹打以作扩增培养细菌用，做两管；另取一PCR管，先进行操作（2）的操作，但不加转化子模板，作为阴性对照。将以上两个PCR管轻微离心后，放入PCR仪中反应【94℃5 min 、（94℃ 30sec、61.5℃ 30sec、72℃ 1.5min）×30Cycle、72℃ 7min、4℃】。取少量10μL PCR反应产物，1%琼脂糖电泳分析。紫外检测仪下观察并记录扩增片段大小。注意：电泳时需有标准DNA 分子量Marker和不加模板的阴性对照样品。上述操作（2）中的洗涤过有菌枪头的试管，空气摇床37℃, 180-200rpm过夜（12-14hr）扩增培养，以备后续实验质粒提取及酶切使用。3.4.2结果分析
图三蓝白斑平板菌落图
观察蓝白斑平板可以看到平板上有许多的菌落被克隆长出来，菌落布满整个平板，表明我们的平板涂布得很均匀；同时大部分菌落是白色的（转化子），只有少量甚至没有是蓝色菌（未转化菌），说明我们在转化这一步做得很成功；但是下午再观察的时候，发现蓝色菌好像又长了一些，可能因为菌落长得慢，同时也有可能是是因为放在桌面上暴露于空气中污染影响所导致，这些差别表明我们上午挑菌的实验可能会有些少的错误，例如挑到了蓝色的未转化的但是还没有显示出蓝色的菌落，而拿这些菌落去培养的话，会造成实验结果的失败。
图四转化子PCR反应产物的凝胶电泳图
第1、2孔加的是PCR反应产物，可见第1孔效果较为理想，第2孔条带颜色稍浅，可能是挑取菌落的枪头在LB培养基的试管中洗涤次数过多，以致枪头再放到PCR管中吹打时此时剩下的菌落已经很少了；亦有可能是在平板上挑取的菌落的时候挑到的菌落太少，反而把较多的琼脂挑了进来，稀释了溶液中DNA的浓度，因而DNA含量低，条带显示较淡。当然，第一孔太亮的话也有可能是因
为挑的菌落太多，引起基因的非特异性扩增。重组子PCR后之所以只显示1.2kb 而不是3.9kb条带，是因为引物只是特异的扩增目的基因【4】。
3.5重组质粒提取与酶切鉴定
3.5.1实验步骤
3.5.1.1 重组质粒提取：
取1.5mL培养液分两次倒入1.5mL EP管中，12000r/min离心1分钟，弃上清，将管倒置于吸水纸上数分钟，使液体流尽。加入100μL溶液Ⅰ，用枪头充分重悬菌体沉淀。加入新配制的溶液Ⅱ200μL, 盖紧管口，立即轻柔上下颠倒4-5次。（3min左右，别超过5min）加入150μL溶液Ⅲ，盖紧管口，上下颠倒EP管5-10次。12000r/min离心5分钟。用黄枪头小心将上清转移到一新EP管中（分别得400ml、400ml和430ml），再加入等体积酚氯仿(下层)，混匀。12000r/min 离心2分钟。将上清移至一新EP管中（分别得350ml、250ml和400ml），加入两倍体积的无水乙醇，12000r/min 离心5分钟，弃上清。加入1mL 70％的乙醇，用枪头轻轻吹打洗涤沉淀，注意不要将沉淀打碎或吸走。12000r/min 离心5分钟，小心用弃去上清，注意不要将沉淀倒走。将EP管倒置于吸水纸上，除尽乙醇，室温自然干燥。用20μL含RNaseA的无菌蒸馏水溶解提取物，室温放置，充分溶解DNA。
3.5.1.2 酶切鉴定：在EP管内配酶切反应体系（质粒DNA 10μL+10×酶切反
应缓冲液2μL+EcoR I 1μL+HindIII 1μL+无菌蒸馏水6μL）。离心混
匀，37℃水浴反应3－4小时。制备1％的琼脂糖凝胶板。取酶切后全部
DNA样品10ul加入上样缓冲液2ul混匀。上样进行琼脂糖凝胶电泳
（131mA，103U）。
3.5.1.3电泳胶拍照，紫外监测仪观察
3.5.2结果分析
图五质粒酶切鉴定图
该电泳图中第1、2、3孔分别是没有酶切的样品5-1、5-2、5-3，第4、5、6孔分别是酶切以后的样品5-1’、5-2’、5-3’，最左边的是marker及其各条带分子量大小。由图可知，没有酶切的第1孔和对应的有酶切的第4孔电泳之后都没有条带显示，分析原因得知，最大可能是由于第1管即5-1是最早做的，可能因为时间太长了而导致DNA被降解，不过也有可能是溶液Ⅱ量少使DNA释放不出来或者溶液Ⅲ没有很好的中和前面的碱性溶液而使得质粒的DNA复性变得不可溶。重组子的分子量大小未3.9kb，其中质粒的是2.7kb，目的基因的是1.2kb。然而没有经过酶切的2、3孔都同时显示出了3.9kb和2.7kb的条带出来，这进一步证明了在电泳之前已经有部分目的基因被降解了。
第2、3孔道的条带的位置有偏差，则与质粒DNA的构象有关，质粒DNA 的存在形式有三种：①共价闭环DNA，常以超螺旋形式存在；②开环DNA，此种质粒DNA两条链中有一条发生一处或多处断裂；③线性DNA,因质粒的两条链在同一处断裂而造成。质粒DNA的三种形式泳动速度：超螺旋﹥线性﹥开环。因而出现了同一物质条带在泳道上的位置偏差。
再看第5孔道，经过酶切以后的，很好的分离出了2.7kb和1.2kb的条带，而且没有3.9kb的条带出现，说明这是一个很好的完全切除；而第6孔道的现象与第2、3孔道差不多，显然是受第2孔道部分目的基因降解的影响，但第6孔道的3.9kb带又明显比第2孔道的亮，同时考虑到第5孔的没有出现3.9kb的条带，这充分说明了第2、3孔的样品是在酶切反应的时间里被就降解的。当然，
影响酶切效果的因素有很多，除了酶反应条件外，最主要的是DNA的纯度。例如，样品中含有大量的RNA杂质、某些杂蛋白未除净而结合在DNA上，都会影响酶切效果。至于提取过程中未除净的各种影响因素就更多了，例如微量的氯仿、SDS、EDTA、酚、EB、乙醇或者琼脂糖凝胶之中的硫酸根离子等。【5】
4、结论
这次实验最后结果显示我们组克隆的小鼠β-actin基因与质粒的重组子大部分没有切除和不完全切除，得不到比较理想的结果，说明我们的实验操作能力和团队合作精神尚有待加强，警示我们在实验过程中更要注意一些细节和时间的控制。不过所幸，我们还是有一孔的条带清楚显示了质粒与目的基因的完全切除，证明我们的能力还是有的，缺乏的只是实践能力，只要多动手，相信我们以后会做得更好。总的来说，第一次做此类大实验，我们有这样的成绩，还是值得鼓励的。
参考文献
【1】周国燕，陈唯实，冉姝，等，用DSC测定小鼠看家基因β-actin的PCR 反应体系的比热，上海理工大学食品与低温生物技术研究所，食品科学-生物工程348第10期，2007，vol.28.
【2】袁正杰，张改生，孙瑞，等，内参法在线粒体DNA纯度鉴定中的应用，麦类作物学报，2009，29（6）：1088-1093.
【3】杨爱馥，周遵春，董颖，等，仿刺参cytb和β-actin基因表达稳定性比较，中国农业科技导报，2010.12（1）;79-84.
【4】http：∥https://www.doczj.com/doc/c711386679.html,百度百科
【5】https://www.doczj.com/doc/c711386679.html,/2jpfzswx/Course/Content.asp?c=345&a=587&todo=show 质粒DNA的碱裂解法提取与纯化广东药学院分子生物学课程网站.
分子生物学实验指导 生物技术教学室编 宁夏大学生命科学学院 2008年8月
实验一分子生物学实验技术多媒体演示 [目的要求] 通过多媒体试验录像进一步掌握分子生物学基本操作技术。 [教学方式] 多媒体光盘演示。 [实验内容] 基本的分子生物学实验操作技术包括核酸凝胶电泳技术；质粒提取；转化；重组体的筛选；PCR技术等。
实验二琼脂糖凝胶电泳检测DNA [目的要求] 通过本实验学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术 [实验原理] 琼脂糖凝胶电泳是分离鉴定和纯化DNA片段的常用方法。DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子筛效应，DNA分子在高于等电点的pH溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。由于糖磷酸骨架在结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因此它们能以同样的速度向正极方向移动。不同浓度琼脂糖凝胶可以分离从200bp至50 kb的DNA片段。在琼脂糖溶液中加入低浓度的溴化乙锭（Ethidum bromide ,EB），在紫外光下可以检出 10ng的DNA条带，在电场中，pH8.0条件下，凝胶中带负电荷的DNA向阳极迁移。 琼脂糖凝胶有如下特点： (1) DNA的分子大小在凝胶基质中其迁移速率与碱基对数目的常用对数值成反比，分子越大迁移得越慢。 (2) 琼脂糖浓度一个特定大小的线形DNA分子,其迁移速度在不同浓度的琼脂糖凝胶中各不相同。DNA电泳迁移率(u)的对数与凝胶浓度(t)成线性关系。 (3) 电压低电压时，线状DNA片段迁移速率与所加电压成正比。但是随着电场强度的增加，不同分子量DNA片段的迁移率将以不同的幅度增长，随着电压的增加，琼脂糖凝胶的有效分离范围将缩小。要使大于2kb的DNA片段的分辨率达到最大，所加电压不得超过5v/cm。 (4) 电泳温度DNA在琼脂糖凝胶电泳中的电泳行为受电泳时的温度影响不明显，不同大小的DNA片段其相对迁移速率在4℃与30℃之间不发生明显改变，但浓度低于0.5%的凝胶或低熔点凝胶较为脆弱，最好在4℃条件下电泳。 (5) 嵌入染料荧光染料溴化乙锭用于检测琼脂糖凝胶中的DNA，染料嵌入到堆积的碱基对间并拉长线状和带缺口的环状DNA,使其刚性更强,还会使线状迁移率降低15%。 (6) 离子强度电泳缓冲液的组成及其离子强度影响DNA电泳迁移率。在没有离子存在时（如误用蒸馏水配制凝胶，电导率最小，DNA几乎不移动，在高离子强度的缓冲液中（如误加10×电泳缓冲液），则电导很高并明显产热，严重时会引起凝胶熔化。
一.常用贮液与溶液 1mol/L亚精胺（Spermidine）: 溶解 2.55g亚精胺于足量的水中，使终体积为10ml。 分装成小份贮存于-20℃。 1mol/L精胺（Spermine）： 溶解 3.48g精胺于足量的水中，使终体积为10ml。分装成小份贮存于-20℃。 10mol/L乙酸胺（ammonium acetate）：将77.1g乙酸胺溶解于水中，加水定容至1L后，用 0.22um孔径的滤膜过滤除菌。 10mg/ml牛血清蛋白(BSA）： 加100mg的牛血清蛋白（组分V或分子生物学试剂级，无DNA酶）于 9.5ml水中（为减少变性，须将蛋白加入水中，而不是将水加入蛋白），盖好盖后，轻轻摇动，直至牛血清蛋白完全溶解为止。不要涡旋混合。加水定容到10ml，然后分装成小份贮存于-20℃。 1mol/L二硫苏糖醇（DTT）： 在二硫苏糖醇5g的原装瓶中加 32.4ml水，分成小份贮存于-20℃。或转移100mg的二硫苏糖醇至微量离心管，加 0.65ml的水配制成1mol/L二硫苏糖醇溶液。 8mol/L乙酸钾（potassiumacetate）：
溶解 78.5g乙酸钾于足量的水中，加水定容到100ml。 1mol/L氯化钾（KCl）： 溶解 7.46g氯化钾于足量的水中，加水定容到100ml。 3mol/L乙酸钠（sodiumacetate）： 溶解 40.8g的三水乙酸钠于约90ml水中，用冰乙酸调溶液的pH至 5.2，再加水定容到100ml。 0.5mol/L EDTA: 配制等摩尔的Na2EDTA和NaOH溶液（ 0.5mol/L），混合后形成EDTA的三钠盐。或称取 186.1g的Na2EDTA·2H2O和20g的NaOH，并溶于水中，定容至1L。 1mol/LHEPES：将23.8gHEPES溶于约90ml的水中，用NaOH调pH（ 6.8- 8.2），然后用水定容至100ml。 1mol/L HCl：加8.6ml的浓盐酸至 91.4ml的水中。 25mg/mlIPGT： 溶解250mg的IPGT（异丙基硫代-β-D-半乳糖苷）于10ml水中，分成小份贮存于-20℃。
分子生物学技术信息 关于筹建一个分子生物学实验室所需的仪器 一、上游分子克隆 分子克隆技术是分子生物学的核心技术，这项技术的主要目的是获得某一基因或DNA片段的大量拷贝，从而可以深入分析基因结构与功能，并可达到人为改造细胞及物种个体的遗传性状的目的。 1. 分子克隆的基本技术路线： 1) 分离制备目的基因或DNA片段； 2) 目的DNA与载体在体外进行连接； 3) 重组DNA分子转入宿主细胞； 4) 筛选及鉴定阳性重组体； 5) 重组体的扩增。 2. 分子克隆常用仪器：
二、核酸分子杂交 核酸分子杂交技术是分子生物学领域中最常用的技术之一。其基本原理是具有一定同源性的两条核酸单链在一定的条件下可按碱基互补原则形成双链。由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的高度灵敏性，使其在分子生物学领域中被广泛应用于分子克隆的筛选，基因组中特定基因序列的定量定性检测，基因表达和基因突变分析及疾病的基因诊断等。根据核酸种类分为Southern印迹法和Northern印迹法。 核酸分子杂交中常用的仪器： 三、下游蛋白的表达及分离纯化 目的基因能否发挥其效应,只能通过其表达有功能的蛋白质来实现,因此蛋白质的表达及分析方法成为分子生物学中必不可少的组成部分。 1. 蛋白的表达 大肠杆菌是自然界中最为人知的生物体之一。由于其具有操作简易，产量高和成本低廉等优点，使其成为蛋白质表达的首选宿主。缺点是：表达缺乏翻译后加工，得到的蛋白可能缺乏某些天然蛋白所具有的活性。 酵母作为单细胞低等真核生物，具有易培养，繁殖快，便于基因操作等优点，渐渐被开发作为目的基因的表达系统。其中甲基酵母作为外源基因的表达
分子生物学实验指导
分子生物学实验指导 （补充讲义） 南方医科大学生物化学与分子生物学实验教学中心 二OO九年十二月 目录 实验总RNA的提取、定量与RT-PCR……………………………………………… 1 实验质粒DNA的提取、定量与酶切鉴定 (7) 实验蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳 (13) 附录Ⅰ相关试剂盒说明书 (19) 附录Ⅱ相关仪器使用说明书 (19) 实验九总RNA的提取、定量与RT-PCR 一、总RNA的提取与定量 目的： 从细胞中分离RNA是分子生物学实验经常进行的操作之一，所提取RNA的质量是进行其它实验的基础，如Northern杂交，目的基因cDNA的克隆，荧光定量，文库构建等。 原理：
在哺乳动物中，平均每个细胞内大约含有10-5μg RNA，其中rRNA占总量的80%-85%，tRNA和核内小分子RNA占10-15%，而mRNA只占1-5%。rRNA由28S、18S、5S等几类组成，这些RNA分子根据密度和分子大小，通过密度梯度离心、凝胶电泳、离子交换层析进行分离。mRNA分子种类繁多，分子量大小不均一，在细胞中含量少，绝大多数mRNA分子（除血红蛋白、有些组蛋白mRNA以外），在3’端存在20-250个多聚腺苷酸(polyA)。利用此特点，用 oligo(dT)亲和层析柱分离mRNA。 RNA分离的方法有：异硫氰酸胍氯化铯超速离心法，盐酸胍-有机溶剂法，氯化锂-尿素法，蛋白酶K-细胞质RNA提取法等、异硫氰酸胍-酚-氯仿一步法等。目前常用的是Trizol法。 Trizol试剂适用于从细胞和组织中快速分离RNA。TRIzol的主要成分是异硫氰酸胍和酚。异硫氰酸胍属于解偶剂，是一类强力的蛋白质变性剂，可溶解蛋白质主要作用是裂解细胞，使细胞中的蛋白，核酸物质解聚得到释放。酚虽可有效的变性蛋白质，但是它不能完全抑制RNA酶活性，因此Trizol中还加入了8－羟基喹啉、β-巯基乙醇等来抑制内源和外源RNase。在加入氯仿离心后，溶液分为水相和有机相，RNA选择性地进入无DNA和蛋白质的水相中。取出水相用异丙醇沉淀可回收RNA；用乙醇沉淀中间层可回收DNA；用异丙醇沉淀有机相可回收蛋白质。 Trizol试剂可用于小量样品（50~100mg组织、5×106细胞）也适用于大量样品（≥1g组织、>107细胞）。对人，动物，植物组织，细菌均适用，整个提取过程在一小时内即可完成。分离的总RNA无蛋白质和DNA污染，可用于Northern blot，dot blot，ployA筛选，体外翻译，RNase保护分析和分子克隆。在用于RT-
分子生物学复习题 实验一DNA的制备 （1）为什么分子生物学实施时要担心EB？ 溴化乙锭（Ethidium bromide）是DNA诱变剂，溴化乙锭可以嵌入碱基分子中，导致错配。具有高致癌性(接触致癌) （2）DNA加样缓冲液的用途是什么？ 由于植物细胞匀浆含有多种酶类(尤其是氧化酶类)对DNA的抽提产生不利的影响，在抽提缓冲液中需加入抗氧化剂或强还原剂(如巯基乙醇)以降低这些酶类的活性。 线状DNA大小/kb60-520-110-0.87-0.56-0.44-0.23-0.1 （4）琼脂糖凝胶电泳分离DNA的原理是什么 DNA分子在pH值高于其等电点的溶液中带负电荷，在电场中向阳极移动。DNA分子在电场中通过琼脂糖凝胶而泳动，除了电荷效应以外，还有分子筛效应。由于DNA分子可片段的相对分子质量不同，移动速度也不同，所以可将相对分子质量不同或构象不同的DNA分离。DNA片段迁移距离（迁移率）与碱基对的对数成反比，因此通过已知大小的标准物移动的距离与未知片段的移动距离时行比较，便可测出未知片段的大小。但是当DNA分子大小超过20kb时，普通琼脂糖凝胶就很难将它们分开。此时电泳的迁移率不再依赖于分子大小，因此，就用琼脂糖凝胶电泳分离DNA时，分子大小不宜超过此值。 （5）琼脂糖凝胶电泳时胶中DNA是靠什么发出荧光的？为什么？ 溴化乙锭是一种高度灵敏的荧光染色剂,可插入DNA双螺旋结构的两个碱基之间，形成一种荧光络合物。在254nm波长紫外光照射下，呈现橙黄色的荧光。用溴化乙啶检测DNA，可检出10-9g以上的DNA 含量。 （6）制备基因组DNA时用到的以下试剂分别起什么作用？ CTAB等离子型表面活性剂，能溶解细胞膜和核膜蛋白，使核蛋白解聚，从而使DNA得以游离出来 氯仿有机溶剂，能使蛋白质变性，并使抽提液分相，因核酸(DNA、RNA)水溶性很强，经离心后即可从抽提液中除去细胞碎片和大部分蛋白质。 无水乙醇上清液中加入无水乙醇使DNA沉淀，沉淀DNA溶于TE溶液中，即得植物总DNA溶液。75%乙醇,乙醇轻轻洗涤管壁 实验二RNA的制备 1.制备RNA时通常要注意些什么？为什么？ 应该要注意(1)不要徒手操作,必须带手套;(2)加样时不能够大声说话,防止唾液等进入; 由于RNA分子的结构特点，容易受RNA酶的攻击反应而降解，加上RNA酶极为稳定且广泛存在，因而在提取过程中要严格防止RNA酶的污染，并设法抑制其活性，这是本实验成败的关键。 2.制备的RNA通常有哪些用途？制备的DNA通常又有哪些用途？ 研究基因的表达和调控时常常要从组织和细胞中分离和纯化RNA。 质粒DNA构建克隆载体,分离目的基因 3.RNA制备好后是通过什么方法检测其有没有降解的？从胶上检测什么指标来判断RNA质量好坏？为什么？
实验指导 目录 实验一分子生物学实验室常用仪器及使用方法实验二质粒DNA的提取－碱裂解法 实验三琼脂糖凝胶电泳 实验四限制性内切核酸酶的酶切与鉴定 实验五大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 实验六动物组织细胞基因组 DNA提取 实验七 DNA的定量 实验八 PCR基因扩增 实验九琼脂糖凝胶电泳分离与纯化目的DNA 实验十 DNA重组 实验十一动物组织细胞总RNA的提取 实验一分子生物学实验室常用仪器及使用
事实证明，在科学飞速发展的今天，无论从事哪个领域的研究，要想突破，除了有良好的理论基础外，更重要的是依赖于先进的技术和优良的仪器设备以及良好的研究环境。一个标准的分子生物学实验室除了具有一般生物学实验室的常规仪器设备外，还具有一些特殊用途的仪器，这些仪器一般较精密，价格昂贵。下面介绍这些仪器的使用方法和注意事项。 一、冷冻离心机 低温分离技术是分子生物学研究中必不可少的手段。基因片段的分离、酶蛋白的沉淀和回收以及其它生物样品的分离制备实验中都离不开低温离心技术，因此低温冷冻离心机成为分子生物学研究中必备的重要仪器。在国内，有多个厂家生产冷冻离心机，本实验室的高速冷冻离心机为GL-20G-Ⅱ型（上海安亭），落地式。配有角式转头：6×50ml、12×10ml和12×1.5ml。极限转速20000rpm。 1. 安装与调试 离心机应放置在水平坚固的地面上，应至少距离10cm以上且具有良好的通风环境中，周围空气应呈中性，且无导电性灰尘、易燃气体和腐蚀性气体，环境温度应在0～30℃之间，相对湿度小于80%。试转前应先打开盖门，用手盘动转轴，轻巧灵活，无异常现象方可上所用的转头。转子准确到位后打开电源开关，然后用手按住门开关，再按运转键，转动后立即停止，并观察转轴的转向，若逆时针旋转即为正确，机器可投入使用。 2. 操作程序 （1）插上电源，待机指示灯亮；打开电源开关，调速与定时系统的数码管显示的闪烁数字为机器工作转速的出厂设定，温控系统的数码管显示此时离心腔的温度。 （2）设定机器的工作参数，如工作温度，运转时间，工作转速等。 （3）将预先平衡好的样品放置于转头样品架上，关闭机盖。 （4）按控制面板的运转键，离心机开始运转。在预先设定的加速时间内，其运速升至预先设定的值。 （5）在预先设定的运转时间内（不包括减速时间），离心机开始减速，其转速在预先设定的减速时间内降至零。 （6）按控制面板上的停止键，数码管显示dedT，数秒钟后即显示闪烁的转速值，这时机器已准备好下一次工作。 3. 注意事项 （1）离心机应始终处于水平位置，外接电源系统的电压要匹配，并要求有良好的接地线，机器不使用，要拔掉电源插头。
一、名词解释 1.分配常数：又称分配系数，是指一种分析物在两种不相混合溶剂中的平衡常数。 2.多肽链的末端分析：确定多肽链的两末端可作为整条多肽链一级结构测定的标志，分为氨基端分析和羧基端分析。 3.连接酶：指能将双链DNA中一条单链上相邻两核苷酸连接成一条完整的分子的酶。 4.预杂交：在分子杂交实验之前对杂交膜上非样品区域进行封闭，用以降低探针在膜上的非特异性结合。 5.反转录PCR：是将反转录RNA与PCR结合起来建立的一种PCR技术。首先进行反转录产生cDNA,然后进行常规的PCR反应。 6.稳定表达：外源基因转染真核细胞并整合入基因组后的表达。 7.基因敲除：是指对一个结构已知但功能未知或未完全知道的基因，从分子水平上设计实验，将该基因从动物的原基因组中去除，或用其它无功能的DNA片断取代，然后从整体观察实验动物表型，推测相应基因的功能。 8.物理图谱：人类基因组的物理图是指以已知核苷酸序列的DNA片段为“路标”，以碱基对(bp，kb，Mb)作为基本测量单位(图距)的基因组图。 9.质谱图：不同质荷比的离子经质量分析器分开后，到检测器被检测并记录下来，经计算机处理后所表示出的图形。 10.侧向散射光：激光束照射细胞时，光以90度角散射的讯号，用于检测细胞内部结构属性。
11.离子交换层析：是以离子交换剂为固定相，液体为流动相的系统中进行的层析。 12.Edman降解：从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。 13.又称为限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)：是能够特异识别双链DNA序列并进行切割的一类酶。 14.电转移：用电泳技术将凝胶中的蛋白质，DNA或RNA条带按原位转移到固体支持物，形成印迹。 15.多重PCR：是在一次反应中加入多对引物，同时扩增一份模板样品中不同序列的PCR 过程。 16.融合表达: 在表达载体的多克隆位点上连有一段融合表达标签（Tag），表达产物为融合蛋白（有分N端或者C端融合表达），方便后继的纯化步骤或者检测。 17.同源重组：发生在DNA同源序列之间，有相同或近似碱基序列的DNA分子之间的遗传交换。 18.遗传图谱又称连锁图谱(linkage map)，它是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”，以遗传学距离为图距的基因组图。 19.碎片离子：广义的碎片离子为由分子离子裂解产生的所有离子。 20.前向散射光：激光束照射细胞时，光以相对轴较小角度向前方散射的讯号用于检测细胞等离子的表面属性，信号强弱与细胞体积大小成正比。 21.亲和层析:利用共价连接有特异配体的层析介质分离蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白或其他分子的一种层析法。(利用分子与其配体间特殊的、可逆性的亲和结合
分子生物学实验 院系：生命科学与技术学院 专业：生物科学（基地） 班级： 201101班 学号： 姓名： 分子生物学基础实验 分子生物学实验技术已成为生物化学及分子生物学以及相关学科院系教学科研不可缺少的一部分。为提高学生在分子生物学技术方面的动手能力，生物技术综合实验室主要开设常用而基本的分子生物学实验技术。它的内容包括质粒DNA的制备；DNA的重组；PCR基因扩增等等。 实验一质粒DNA的小量制备 一、实验原理 要把一个有用的外源基因通过基因工程手段，送进细胞中去进行繁殖和表达，需要运载工具，携带外源基因进入受体细胞的这种工具就叫载体（vector）。载体的设计和应用是DNA体外重组的重要条件。作为基因工程的载体必须具备下列条件:(1)是一个复制子，载体有复制点才能使与它结合的外源基因复制繁殖；（2）载体在受体细胞中能大量增殖，只有高复制率才能使外源基因在受体细胞中大量扩增；（3）载体DNA链上有1到几个限制性内切酶的单一识别与切割位点，便于外源基因的插入；（4）载体具有选择性的遗传标记，如有抗四环素基因（Tc r），抗新霉素基因（Ne r）等，以此知道它是否已进入受体细胞，也可根据这个标记将受体细胞从其他细胞中分离筛选出来。细菌质粒具备上述条件，它是基因工程中常用的载体之一。 质粒（plasmid）是一种染色体外的稳定遗传因子，大小在1～120kb之间，具
有双链闭合环状结构的DNA分子，主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中。质粒具有自主复制和转录能力，能使子代细胞保持它们恒定的拷贝数，可表达它携带的遗传信息。它可独立游离在细胞质内，也可以整合到细菌染色体中，它离开宿主的细胞就不能存活，而它控制的许多生物学功能也是对宿主细胞的补偿。 质粒在细胞内的复制，一般分为两种类型：严密控制型（stringent control）和松弛控制型（relaxed control）。前者只在细胞周期的一定阶段进行复制，染色体不复制时，它也不复制。每个细胞内只含有1个或几个质粒分子。后者的质粒在整个细胞周期中随时复制，在细胞里，它有许多拷贝，一般在20个以上。通常大的质粒如F因子等，拷贝数较少，复制受到严格控制。小的质粒，如ColE Ⅰ质粒（含有产生大肠杆菌素E1基因），拷贝数较多，复制不受严格控制。在使用蛋白质合成抑制剂－氯霉素时，染色体DNA复制受阻，而松弛型ColEⅠ质粒继续复制12－16h，由原来20多个拷贝可扩增至1000－3000个拷贝，此时质粒DNA占总DNA的含量由原来的2％增加到40％－50％。本实验分离提纯化的质粒pBR322、pUC19就是由ColE Ⅰ衍生的质粒。 所有分离质粒DNA的方法都包括三个基本步骤:培养细菌使质粒扩增；收集和裂解细菌；分离和纯化质粒DNA。采用溶菌酶可破坏菌体细胞壁，十二烷基硫酸钠（SDS）可使细胞壁解，经溶菌酶和阴离子去污剂（SDS）处理后，细菌染色体DNA 缠绕附着在细胞壁碎片上，离心时易被沉淀出来，而质粒DNA则留在清液中。用乙醇沉淀、洗涤，可得到质粒DNA。 质粒DNA的相对分子量一般在106－107范围内，如质粒pBR322的相对分子质量为2.8×106，质粒pUC19的相对分子质量为1.7×106。在细胞内，共价闭环DNA（covalently closed circular DNA，简称cccDNA）常以超螺旋形式存在。如果两条链中有一条链发生一处或多处断裂，分子就能旋转而消除链的张力，这种松弛型的分子叫做开环DNA（open circular DNA，简称ocDNA）。在电泳时，同一质粒如以cccDNA形式存在，它比其开环和线状DNA的泳动速度快，因此在本实验中，自制质粒DNA在电泳凝胶中呈现3条区带。 二、实验目的 1．掌握最常用的提取质粒DNA的方法和检测方法。 2．了解制备原理及各种试剂的作用。 三、实验材料和试剂
《分子生物学》实验指导 实验1 总DNA提取 生物总DNA的提取是分子生物学实验的一个重要内容。由于不同的生物材料细胞壁的结构和组成不同，而细胞壁结构的破坏是提取总DNA的关键步骤。同时细胞内的物质也根据生物种类的不同而有差异，因此不同生物采用的提取方法也不同，一般要根据具体的情况来设计实验方法。本实验介绍采用CTAB法提取植物总DNA的技术。 [实验目的] 学习和掌握学习CTAB法提取植物总DNA的基本原理和实验技术。学习和掌握紫外光吸收法鉴定DNA的纯度和浓度。 [实验原理] 植物叶片经液氮研磨，可使细胞壁破裂，加入去污剂（如CTAB），可使核蛋白体解析，然后使蛋白和多糖杂质沉淀，DNA进入水相，再用酚、氯仿抽提纯化。本实验采用CTAB法，其主要作用是破膜。CTAB 是一种非离子去污剂，能溶解膜蛋白与脂肪，也可解聚核蛋白。植物材料在CTAB的处理下，结合65℃水浴使细胞裂解、蛋白质变性、DNA 被释放出来。CTAB与核酸形成复合物，此复合物在高盐（>0.7mM）浓度下可溶，并稳定存在，但在低盐浓度（0.1-0.5mM NaCl）下CTAB-核酸复合物就因溶解度降低而沉淀，而大部分的蛋白质及多糖等仍溶解于溶液中。经过氯仿/ 异戊醇(24:1) 抽提去除蛋白质、多糖、色素等来纯化DNA，最后经异丙醇或乙醇等沉淀剂将DNA沉淀分离出来。 由于核酸、蛋白质、多糖在特定的紫外波长都有特征吸收。核酸及其衍生物的紫外吸收高峰在260nm。纯的DNA样品A260/280≈1.8，纯的RNA样品A260/280≈2.0，并且1μg/ml DNA 溶液A260=0.020。 [实验器材] 1、高压灭菌锅 2、冰箱 3、恒温水浴锅 4、高速冷冻离心机 5、紫外分光光度计 6、剪刀 7、陶瓷研钵和杵子 8、磨口锥形瓶（50ml） 9、滴管10、细玻棒11、小烧杯（50ml）12、离心管（50ml）13、植物材料 [实验试剂] 1、3×CTAB buffer（pH8.0） 100mM Tris 25mM EDTA 1.5M NaCl 3% CTAB 2% β-巯基乙醇 2、TE缓冲液（pH8.0） 10mmol/L Tris·HCl 1mmol/L EDTA 3、氯仿-异戊醇混合液（24：1，V/V） 4、95％乙醇 5、液氮 [实验步骤] 1、称取2g新鲜的植物叶片，用蒸馏水冲洗叶面，滤纸吸干水分。 2、将叶片剪成1cm长，置预冷的研钵中，倒入液氮，尽快研磨成粉末。 3、待液氮蒸发完后，加入15mL预热（60℃）的CTAB提取缓冲液，转入一磨口锥形瓶中，
分子生物学实验 MolecularBiology Experiments 【课程编号】021*******【课程类别】学科基础课 【学分数】3学分【适用专业】生物科学、生物技术 【学时数】 96学时【编写日期】 2009年6月 一、教学目标 本课程是在分子生物学及基因工程等理论课的基础上，开设的一门综合性兼设计性实验课程。该的教学内容主要突出实验技术的基础性和实用性，把目前最基本的分子生物学实验技术融入具体的系列实验中形成综合与设计性大实验。一方面让每个同学通过实际操作来达到更好地训练学生们的实验技术技能的目的；另一方面让学生全面地掌握基因工程的实验技术与方法、实验的设计原理、结果分析方法和分子生物学的基本原理，进一步培养学生的独立分析问题、解决问题的能力并学会如何利用实验手段实现科学研究的基本思维和目的，提高学生从事科学研究的综合素质。 二、教学内容和学时分配 实验一、实验总论5 学时基础性 主要内容：分子生物学基本实验技术简介和实验准备（清理仪器、试剂配置、培养基的配置与灭菌） 教学要求： 了解分子生物学实验课的目的与要求、设计思路、评分标准及仪器操作规范； 掌握试剂与培养基的配置、灭菌方法与操作技能。 重点、难点：学习试剂的配置、仪器操作规范。 实验二、碱性磷酸酶基因的克隆与筛选42学时综合性 主要内容：质粒DNA的提取与定性分析；PCR基因扩增及扩增产物的回收；DNA重组（酶切、连接、转化与筛选） 教学要求： 了解原核基因克隆与筛选的全过程与实验设计策略、载体的基本结构、基因工程酶（限制性内切酶、连接酶、Taq酶）的各种特性、DNA重组以及重组子筛选与鉴定的相关技术； 理解基因克隆与筛选的策略及其相关实验原理、碱裂解法质粒提取过程中各种纯化步骤的设计思想， PCR引物设计以及PCR体系设计的原则与注意事项、DNA重组时设计酶切与连接方案的一般规律、重组DNA导入受体细胞方法以及目的重组子的筛选与鉴定方法、影响DNA重组效率的因素；
常用抗生素： 备注：(摘自《分子克隆》第三版附录 2 ) ①以水为溶剂的抗生素贮存液应使用0.22 ym滤器过滤除菌； ②用乙醇溶解的抗生素溶液无须过滤除菌； ③所有抗生素贮液都应放于不透光的容器中保存。 氨苄青霉素( ampicillin )(100mg/ml ) 溶解1g 氨苄青霉素钠盐于足量的水(最好是高压后的灭菌水)中，最后定容至10ml。分装成小份于-20C贮存。常以25ug/ml? 50ug/ml 的终浓度添加于生长培养基。 羧苄青霉素( carbenicil l in )( 5 0 m g/m l ) 溶解0.5g 羧苄青霉素二钠盐于足量的水中，最后定容至10ml。分装成小份于-20C贮存。常以25ug/ml?50ug/ml的终浓度添加于生长培养基。 甲氧西林( methicillin )(100mg/ml ) 溶解1g甲氧西林钠于足量的水中，最后定容至10ml。分装成小份于-20C贮存。常以37.5ug/ml终浓度与100ug/ml氨苄青霉素一起添加于生长培养基。 卡那霉素( kanamycin)( 10mg/ml) 溶解100mg卡那霉素于足量的水中，最后定容至10ml。分装成小份于-20C贮存。常以10ug/ml?50ug/ml的终浓度添加于生长培养基。氯霉素( chloramphenicol)(25mg/ml) 溶解250mg 氯霉素足量的无水乙醇中，最后定容至10ml 。分装
成小份于-20C贮存。常以12.5ug/ml?25ug/ml的终浓度添加于生长培养基。 链霉素( streptomycin)(50mg/ml) 溶解0.5g链霉素硫酸盐于足量的无水乙醇中，最后定容至10ml。分装成小份于-20C贮存。常以10ug/ml?50ug/ml的终浓度添加于生长培养基。 萘啶酮酸( nalidixic acid )( 5mg/ml ) 溶解50mg萘啶酮酸钠盐于足量的水中，最后定容至10ml。分装 成小份于-20C贮存。常以15ug/ml的终浓度添加于生长培养基。 四环素( tetracyyline)(10mg/ml ) 溶解100mg 四环素盐酸盐于足量的水中，或者将无碱的四环素溶于无水乙醇，定容至10ml。分装成小份用铝箔包裹装液管以 免溶液见光，于-20C贮存。常以10ug/mI?50ug/ml的终浓度添加于生长培养基。
实验一、菌株复壮与单菌落菌株的获取 一、实验目的 学习细菌培养的LB培养基及抗生素抗性筛选培养基的配制，掌握高压灭菌和获取细菌单菌落菌株两种基本实验操作技能。 二、实验材料、设备及试剂 1、实验材料 大肠杆菌（E. coli）DH5α菌株：R-，M-，Amp- 2、实验设备 恒温摇床，电热恒温培养箱，无菌工作台，高压灭菌锅 3、试剂 酵母浸膏，蛋白胨，氯化钠，琼脂，卡那霉素 三、实验步骤 液体LB（Luria-Bertain）培养基配方： 蛋白胨(typtone) 1.0% （1 g/100 ml） 酵母提取物(Yeast extraction)0.5% （0.5g/100 ml） 氯化钠 1.0% （1 g/100 ml） PH 7.0 固体LB培养基：每100 ml液体培养基中加入1.5g琼脂粉 请按试剂瓶上的编号使用相应编号的药勺取药，防止药品相互污染！ (1)每组按上述液体LB培养基配方，以配制100ml的量称取药品放入烧杯。 (2)用量筒量取约80 ml 蒸馏水注入烧杯中，玻棒搅拌使药品完全溶解后用100ml量筒定容 至100ml。 (3)pH试纸检测pH值，并用1 N NaOH或1 N HCl调节pH值至7.0。 (4)将100ml溶液分装入两个三角瓶，每瓶为50ml。 (5)按固体培养基配方称取适量琼脂粉分别放入两个三角瓶中，以配制成两瓶50ml固体LB培 养基。 (6)两个三角瓶分别用锡纸包扎瓶口。并用记号笔在三角瓶上标注各组标记。 (7)把装有培养基三角瓶放入灭菌锅中，盖上锅盖，以对称方式拧紧锅盖，打开排气阀通电加 热，至有连续的白色水蒸气从排气阀排出时，关闭排气阀。当高压锅温度（气压）指示器指示锅温度升高至121℃（0.1Mpa）时，调节电压（或利用手动开关电源的方式）使高压
分子生物学实验室有毒常用药品 1.溴化乙锭（：具有强诱变致癌性，使用时一定要戴一次性手套，注意操作规范，不要随便触摸别的物品。 2（焦碳酸二乙酯：闻起来香香甜甜的，可是害人不眨眼！一种强有力的蛋白质变性剂，而且怀疑是致癌剂.开瓶时将瓶子远离你，内压可导致溅泼.操作时戴合适的手套，穿工作服，并在化学通风橱里进行. 3（苯甲基磺酰氟：老板说是神经毒!!!是一种高强度毒性的胆碱酯酶抑制剂.它对呼吸道黏膜，眼睛和皮肤有非常大的破坏性.可因吸入，咽下或皮肤吸收而致命.戴合适的手套和安全眼镜，始终在化学通风橱里使用.在接触到的情况下，要立即用大量的水冲洗眼镜或皮肤，已污染的工作服丢弃掉. 4. 乙腈，易挥发易燃，是一种刺激物和化学窒息剂，通风橱中远离热、火。 5. 放线菌素D ,是一种致畸剂和致癌剂，通风橱中操作。 6鹅膏蕈毒环肽，具有强毒性,可能致命。 7亚甲双丙烯酰胺,有毒，影响中枢神经系统，切勿吸入粉末。 8. 甲醇,有毒,能引起失明。 9. 乙酸（浓的：可能因为吸入或皮肤吸收而受到伤害，要戴手套和护目镜，最好在化学通风橱中操作。 10. 过硫酸酸铵:对粘膜和上呼吸道、眼睛和皮肤又较大危害性，吸入可致命。操作时戴手套、护目镜。始终在通风橱中操作。
11. 氯化铯:可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。操作时戴手套和护目镜。 12:很强的还原剂，散发难闻的气味。可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。当使用固体或高浓度储存液时，戴手套和护目镜,在通风橱中操作。13.甲醛:毒性较大且易挥发，也是一种致癌剂，易通过皮肤吸收，对眼睛、粘膜和上呼吸道有刺激和损伤作用。避免一如其挥发的气雾。戴手套和护目镜。始终在通风橱中操作。远离热、火花及 明火。 14 ,对眼睛有刺激性，腐蚀皮肤。有一次不小心溅出一小滴在脸上，马上就红了，过一会儿感觉到疼，一周之后才好。如果溅上，马上用大量的水冲洗。 大家在实验室里，接触到的化学试剂多半都有危害性，紫外灯，如果离心机不是很好的话的噪声污染，会导致手指需要震动，等等,所以每个人都应该注意保护自己，而不能因为图省事或者别的什么原因而放松对安全的注意。 另外就是注意规范操作，搞微生物的尤其要注意，不要实验室感染。 15. 叠氮钠,有毒,阻断细胞色素电子运送系统 16. 氟化钠,有毒可致命,通风橱中操作 17. 放射性物质（同位素标记时，要戴手套,护目镜,穿工作服,最好买试剂盒（如果有商品化的 18巯基乙醇，可致命,对呼吸道、皮肤和眼睛有伤害 19. 氨甲蝶呤,致癌和致畸
分子生物学实验技术 目录 实验一细菌的培养 2 实验二质粒DNA的提取 3 实验三紫外吸收法测定核酸浓度与纯度 4 实验四水平式琼脂糖凝胶电泳法检测DNA 5 实验五质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定 7 实验六植物基因组DNA提取、酶切及电泳分析 8 实验七聚合酶链反应（PCR）技术体外扩增DNA 9 实验八 RNA提取与纯化 11 实验九 RT-PCR扩增目的基因cDNA 13 实验十质粒载体和外源DNA的连接反应 15 实验十一感受态细胞的制备及转化 16 实验十二克隆的筛选和快速鉴定 18 实验十三 DNA分析——Southern杂交 19 一基本操作 实验一、细菌培养 实验二、质粒DNA提取 实验三、紫外吸收法测定核酸浓度与纯度 实验四、水平式琼脂糖凝胶电泳法检测DNA 实验五、质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定 实验六、植物基因组DNA提取、定量、酶切及电泳分析实验八、植物RNA提取及纯化 二、目的基因获取
实验七、聚合酶链式反应（PCR）技术体外扩增DNA 实验九、RT-PCR扩增目的基因cDNA 三、目的基因的克隆和表达 实验十、质粒载体和外源DNA的连接反应 实验十一、感受态细胞的制备及转化 实验十二、克隆的筛选和快速鉴定 实验十三、DNA分析——Southern杂交 实验一细菌的培养 一、目的 学习细菌的培养方法及培养基的配置。 二、原理 在基因工程实验和分子生物学实验中，细菌是不可缺少的实验材料。质粒的保存、增殖和转化；基因文库的建立等都离不开细菌。特别是常用的大肠杆菌。 大肠杆菌是含有长约3000kb的环状染色体的棒状细胞。它能在仅含碳水化合物和提供氮、磷和微量元素的无机盐的培养基上快速生长。当大肠杆菌在培养基中培养时，其开始裂殖前，先进入一个滞后期。然后进入对数生长期，以20~30min复制一代的速度增殖。最后，当培养基中的营养成分和氧耗尽或当培养基中废物的含量达到抑制细菌的快速生长的浓度时，菌体密度就达到一个比较恒定的值，这一时期叫做细菌生长的饱和期。此时菌体密度可达到 1×109~2×109/mL。 培养基可以是固体的培养基，也可以是液体培养基。实验室中最常用的是LB培养 基。 三、实验材料、试剂与主要仪器 （一）实验材料 大肠杆菌 （二）试剂 1、胰蛋白胨 2、酵母提取物
关于分子生物学实验的体会 梁慧媛（生技01 级） 不知不觉间，一年的时间就这样流逝了，与分子生物实验相伴，对我而言，的确不同寻常。并不仅仅是学习生物学实验技术和方法的宝贵经历，它意味着更多。 首先是实验条件、实验过程、实验设计的完备性，从这里可以初步感受到生物学研究的科学性与严肃性，自己可以得到宝贵的机会，亲身体会生物学研究的苦辣酸甜。一直一直喜欢，得到正确实验结果时刻的畅快感，那是无法言明的欣慰感，一次身心彻底地放松，可以将所有一整天来积累的疲劳抛之身后，即使仅仅是小小的成功，也会让我们兴奋不已。在整理资料，将一年来保存的记录一遍一遍的翻看，重温其中的特别滋味，我，轻轻地笑了。我，喜欢这里，喜欢生物学。 失误是常有的，经历过吃惊、后悔、无奈，检讨分析，最后重新开始。一波三折的记忆清晰的印在脑海中，这种深深的挫折感，再试一次的勇气，我会一生记取的。一年间，随着对生物学实验知识和技能的进一步学习，我更坚定了自己学习生物学的志向，感谢分子生物学实验的"试炼" 。 分子生物学实验心得体会 刘东强（生科01 级） 分子生物学实验室本科生第一次接触到了真正培养实验能力的实验课，它不同于我们在大二开的植物、动物、微生物等实验课。在这些课上，主要以制备样品并观察样品的形态、结构特征为主，这是由于我们当时正值大二，专业知识还远不够。 随着以后理论课学习的深入，我们开始了分子生物学实验的学习，这无疑对于深刻巩固我们理论课上学到的知识是有帮助的，也进一步加深了对原有知识的理解，如启动子的概念、类型、PCR的原理等。另外，在实验课中，我们掌握并学会如何运用分子生物学研究中的一些基本实验技术，如质粒的提取、总RNA 的制备、PCR 技术等。 我们的实验动手能力通过亲身接触实验过程并亲自设计一些实验得到了提高，使我们不再象刚开始做分子生物学实验的时候照搬实验指导上的实验步骤，而是通过我们自己的思考，根据现有的实验条件，对原有的步骤作必要的改进。 此外，通过这门实验课的学习，我们形成了严谨的态度，如有时得出的实验结果与理论不符，我们渐渐养成了仔细分析实验结果的习惯，查找在实验设计或操作过程中出现的问题，同时对理论知识认识得更清楚。 总之，我认为，分子生物学实验课，是称得上实用、精彩、有意思的好实验，对于今后我的研究或工作很有价值 刘佳凝（生技01 级） 一学期的分子生物学实验对我来说很重要，同时通过一学期的实践让我给分子生物学有了较深入地体会： 1、很感谢由我系生化组老师们编写的这本实验指导。里面的实验原理与操作步骤都清晰易懂，有助于我
分子生物学实验基础知识 分子生物学是在生物化学基础上发展起来的，以研究核酸和蛋白质结构、功能等生命本质的学科，在核酸、蛋白质分子水平研究发病、诊断、治疗和预后的机制。其中基因工程（基因技术，基因重组）是目前分子生物学研究热点，这些技术可以改造或扩增基因和基因产物，使微量的研究对象达到分析水平，是研究基因调控和表达的方法，也是分子水平研究疾病发生机制、基因诊断和基因治疗的方法。转化（trans formation）、转染、转导、转位等是自然界基因重组存在的方式，也是人工基因重组常采用的手段。基因重组的目的之一是基因克隆（gene clone），基因克隆可理解为以一分子基因为模板扩增得到的与模板分子结构完全相同的基因。使需要分析研究的微量、混杂的目的基因易于纯化，得以增量，便于分析。 外来基因引起细胞生物性状改变的过程叫转化（transformation），以噬菌体把外源基因导入细菌的过程叫转染（transfection）。利用载体（噬菌体或病毒）把遗传物质从一种宿主传给另一种宿主的过程叫转导（transduction）。一个或一组基因从一处转移到基因组另一处的过程叫转位（transposition），这些游动的基因叫转位子。 一、基因工程的常用工具 （一）载体 载体（Vector）是把外源DNA（目的基因）导入宿主细胞，使之传代、扩增、表达的工具。载体有质粒（plasmid）、噬菌体、单链丝状噬菌体和粘性末端质粒（粘粒）、病毒等。载体具有能自我复制；有可选择的，便于筛选、鉴定的遗传标记；有供外源DNA插入的位点；本身体积小等特征。 质粒存在于多种细菌，是染色体（核）以外的独立遗传因子，由双链环状DNA组成，几乎完全裸露，很少有蛋白质结合。质粒有严紧型和松弛型之分。严紧型由DNA多聚酶Ⅲ复制，一个细胞可复制1-5个质粒。而松弛型由DNA多聚酶Ⅰ复制，一个细胞可复制30-50个质粒，如果用氯霉素可阻止蛋白质合成，使质粒有效利用原料，复制更多的质粒。质粒经过改造品种繁多，常用的有pBR322、pUC系列等。这些质粒都含有多个基本基因，如复制起动区（复制原点Ori），便于复制扩增；抗抗生素标记（抗氨芐青霉素Ap r、抗四环素Tc r等）或大肠埃希菌部分乳糖操纵子（E.coli LacZ）等，便于基因重组体的筛选；基因发动子（乳糖操纵子Lac、色氨酸操纵子Trp等）和转录终止序列，便于插入的外源基因转录、翻译表达。质粒上还有许多限制性内切酶的切点，即基因插入位点，又叫基因重组位点，基因克隆位点。 常用噬菌体载体有单链噬菌体M13系统；双链噬菌体系统。噬菌体应和相应的宿主细胞配合使用。以上载体各有特点，便于选择，灵活应用。 （二）工具酶
实验1 植物总DNA的提取 生物总DNA的提取是分子生物学实验的一个重要内容。由于不同的生物材料细胞壁的结构和组成不同，而细胞壁结构的破坏是提取总DNA的关键步骤。同时细胞内的物质也根据生物种类的不同而有差异，因此不同生物采用的提取方法也不同，一般要根据具体的情况来设计实验方法。本实验介绍采用CTAB法提取植物总DNA的技术。 [实验目的] 学习和掌握学习CTAB法提取植物总DNA的基本原理和实验技术。学习和掌握紫外光吸收法鉴定DNA的纯度和浓度。 [实验原理] 植物叶片经液氮研磨，可使细胞壁破裂，加入去污剂（如CTAB），可使核蛋白体解析，然后使蛋白和多糖杂质沉淀，DNA进入水相，再用酚、氯仿抽提纯化。本实验采用CTAB 法，其主要作用是破膜。CTAB 是一种非离子去污剂，能溶解膜蛋白与脂肪，也可解聚核蛋白。植物材料在CTAB的处理下，结合65℃水浴使细胞裂解、蛋白质变性、DNA 被释放出来。CTAB与核酸形成复合物，此复合物在高盐（>0.7mM）浓度下可溶，并稳定存在，但在低盐浓度（0.1-0.5mM NaCl）下CTAB-核酸复合物就因溶解度降低而沉淀，而大部分的蛋白质及多糖等仍溶解于溶液中。经过氯仿/ 异戊醇(24:1) 抽提去除蛋白质、多糖、色素等来纯化DNA，最后经异丙醇或乙醇等沉淀剂将DNA沉淀分离出来。 由于核酸、蛋白质、多糖在特定的紫外波长都有特征吸收。核酸及其衍生物的紫外吸收高峰在260nm。纯的DNA样品A260/280≈1.8，纯的RNA样品A260/280≈2.0，并且1μg/ml DNA 溶液A260=0.020。 [实验器材] 1、高压灭菌锅 2、冰箱 3、恒温水浴锅 4、高速冷冻离心机 5、紫外分光光度计 6、剪刀 7、陶瓷研钵和杵子 8、磨口锥形瓶（50ml） 9、滴管 10、细玻棒 11、小烧杯（50ml） 12、离心管（50ml） 13、植物材料 [实验试剂] 1、3×CTAB buffer（pH8.0） 100mM Tris 25mM EDTA 1.5M NaCl 3% CTAB 2% β-巯基乙醇
生命科学系 2011-2012学年度分子生物学实验 （0801班）
2011-2012学年度分子生物学实验指导 实验一大肠杆菌感受态细胞的制备 (3) 实验二质粒DNA的转化 (4) 实验三质粒DNA的提取 (5) 实验四琼脂糖凝胶电泳检测DNA (7) 实验五PCR基因扩增 (9) 实验六DNA重组 (10) 实验七蓝白斑筛选实验 (11) 实验八DNA酶切技术 (13)
实验一大肠杆菌感受态细胞的制备 一、实验目的：掌握大肠杆菌感受态细胞的制备技术 二、实验原理：感受态——细菌处在容易吸收外源DNA的状态。 我们选用经过基因改造的生物工程菌株——大肠杆菌top10菌株为材料，在0℃、CaCl2低渗溶液处理，细胞壁破坏，细胞成为球型原生质体。因而具备了吸收外源DNA的能力。 三、仪器：1.超净工作台 2.低温离心机 3.恒温摇床 4.紫外分光光度仪 四、材料与试剂： 1.大肠杆菌top10菌株 2. 0.1mol/L CaCl2溶液500mL、 0.2mol/L CaCl2溶液50mL 3..LB液体及固体培养基 4.50%甘油500mL（灭菌） 五、实验操作步骤： 1.从大肠杆菌top10菌株平板上挑取一个单菌落，接种于3mL LB液体培养基中， 37℃振荡（200r/min）培养过夜。 2.次日早上取0.4mL菌液转接到40mL LB液体培养基中，37℃震荡培养2～3h.(A600 应在0.4～0.5之间) 3.将菌液置冰浴中10min。（同时将0.1mol/L CaCl2溶液、50%甘油预冷） 4.取菌液1.5mL，4℃离心2min（3500r/min）.弃上清，再加菌液1.5mL，4℃再离 心一次，弃上清，倒置以便使培养液流尽。 5.用冰冷的0.1mol/L CaCl2溶液1mL悬浮细胞（轻轻涡旋使悬浮），立即置冰浴保 温30min。 6.4℃离心2min（3500r/min），弃上清，加入100μL冰冷的0.2mol/L CaCl2溶液、 100μL50%甘油轻轻手摇悬浮，置冰浴上，接着进行质粒DNA转化，或-70℃保存。