分子生物学检验技术-第五章 核酸的分离与纯化
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《核酸的分离纯化》课件课程目标:1. 理解核酸分离纯化的意义和重要性。
2. 掌握核酸分离纯化的基本原理和步骤。
3. 学习核酸分离纯化的实验操作技巧。
4. 了解核酸分离纯化在科学研究和临床诊断中的应用。
第一部分:核酸分离纯化的意义和重要性1. 核酸的定义和功能核酸是生物体内携带遗传信息的分子,包括DNA和RNA。
核酸在遗传信息的传递、基因表达调控和疾病发生中起着重要作用。
2. 核酸分离纯化的意义核酸分离纯化是研究核酸结构和功能的基础。
核酸分离纯化有助于研究基因表达调控、基因突变和基因功能。
核酸分离纯化在临床诊断和疾病治疗中具有重要意义,如病原体检测、基因突变筛查和个体化治疗。
第二部分:核酸分离纯化的基本原理和步骤1. 核酸分离纯化的基本原理根据核酸的物理化学性质,如大小、电荷、亲和性和稳定性等,进行分离纯化。
常用的分离纯化方法包括离心、电泳、亲和色谱和质谱等。
2. 核酸分离纯化的基本步骤样品处理:收集含有核酸的样品,如细胞裂解、核提取等。
核酸释放:通过机械或化学方法将核酸从样品中释放出来。
核酸沉淀:通过盐析、酒精沉淀等方法将核酸从溶液中沉淀下来。
核酸洗涤:去除沉淀中的杂质,如蛋白、RNA等。
核酸纯化:通过柱层析、亲和色谱等方法进一步纯化核酸。
核酸鉴定:通过紫外线吸收、琼脂糖凝胶电泳等方法检测核酸的质量和数量。
第三部分:核酸分离纯化的实验操作技巧1. 样品处理技巧细胞裂解:使用酶或化学方法裂解细胞,释放核酸。
核提取:使用盐水或缓冲液提取核酸。
2. 核酸沉淀技巧盐析:加入高盐浓度使核酸沉淀。
酒精沉淀:加入酒精使核酸沉淀。
3. 核酸洗涤技巧离心:使用离心机去除沉淀中的杂质。
洗涤缓冲液:选择适当的洗涤缓冲液去除杂质。
4. 核酸纯化技巧柱层析:使用固定相和流动相进行核酸纯化。
亲和色谱:利用核酸与特定配体之间的亲和力进行纯化。
5. 核酸鉴定技巧紫外线吸收:测量核酸在紫外线波段的吸光度。
琼脂糖凝胶电泳:将核酸样品在琼脂糖凝胶上进行电泳,观察核酸的迁移率和条带形状。
核酸的分离纯化技术从细胞中提取核酸后,仍混杂着蛋白质、多糖和各种大小分子核酸同类物。
除去这些“杂质”的过程,也就是核酸提纯过程。
在核酸的分离纯化时,为防止核酸大分子的变性降解,必须在0~4℃的低温条件下操作。
核酸酶的水解作用,是过去制备具有活性核酸大分子的严重障碍,现普遍采用加入去污剂或加入EDTA、8-羟基喹啉、柠檬酸钠以除去核酸酶的激活剂Mg2+,就可以抑制核酸酶的活性,保证在提纯过程中核酸大分子的完整。
关于核酸分离纯化阶段中除去多糖、蛋白质及不同类型核酸之间分离的一些方法,分别介绍如下:(1)肝糖元、淀粉及粘多糖,由于其物理化学性质与核酸有许多相似之处,常在提取液中残存下来。
除去的方法常有:①取材前尽量减少组织中多糖的含量,如先使动物饥饿数天然后杀死,可使细胞内肝糖元大大减少。
②加入淀粉酶,将大分子多糖分解为小分子,在以后纯化步骤中逐渐被除去。
③在浓磷酸盐存在下,以2-甲氧基乙醇抽提核酸提取液,使多糖溶于下层水相,核酸在上面有机层中。
④以钙盐沉淀DNA,再以草酸钾处理,使之形成DNA钾盐回收,然后用离子交换法吸附DNA,使之与多糖分离。
(2)蛋白质的除去:由于核酸在细胞内以核蛋白体形式存在,不论采用哪种方法提取核酸,蛋白质都不同程度地存在于体系中。
因此,除去蛋白质是核酸分离纯化不可避免的步骤。
常用方法有下列几种:①加入去污剂如硫酸十二脂钠,从提取到分离纯化各阶段均可反复使用此法。
去污剂与氯仿法或苯酚法结合使用,效果更加理想。
②氯仿-戊醇或辛醇对提取液摇荡抽提,蛋白质在氯仿-水界面形成凝胶,离心后除去,核酸留在水溶液中。
此法在分离纯化中也常反复使用。
③苯酚水溶液抽提,在对氨基水杨酸等阴离子化合物存在下,DNA或RNA都可以进入水相,蛋白质则沉淀于酚层,然后取水相加入乙醇或2-乙氧基乙醇沉淀RNA 或DNA,残余的酚可用葡聚糖凝胶G-10或G-25除去。
(3)不同类型核酸的分离:两种类型核酸的制备过程中,DNA制品中混杂着少量RNA或RNA制品中混杂着少量DNA是经常发生的。