生物分子类实验室常用实验技术原理汇总
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史上最全的30个生物实验技术及原理!(一)引言概述:生物实验技术的快速发展在许多领域中发挥着重要作用。
本文将介绍史上最全的30个生物实验技术及其原理,希望能够为读者提供一些有关生物实验的有用信息和启发。
本篇文档将详细阐述其中的五个大点,并在文末进行总结。
正文:1. PCR技术(聚合酶链式反应)及其原理a. 反应原理:DNA的扩增b. 所需材料和试剂c. 反应步骤d. PCR在基因检测和疾病诊断中的应用e. PCR扩增的局限性和优化方法2. Western Blot技术及其原理a. 反应原理:蛋白质的检测和定量b. 所需材料和试剂c. 实验步骤d. Western Blot在蛋白质研究中的应用e. Western Blot的优缺点及其改进方法3. 细胞培养技术及其原理a. 细胞培养的目的和意义b. 常用的细胞培养基和培养环境要求c. 细胞培养的方法和步骤d. 细胞培养在药物筛选和细胞研究中的应用e. 细胞培养的注意事项和常见问题解决方法4. ELISA技术(酶联免疫吸附测定法)及其原理a. 反应原理:特定抗原或抗体的检测b. 所需材料和试剂c. 实验步骤d. ELISA在免疫学和生物医学研究中的应用e. ELISA的优点和缺点,以及改进方法5. 荧光显微镜技术及其原理a. 反应原理:荧光信号的检测和成像b. 所需设备和试剂c. 实验步骤d. 荧光显微镜在细胞和组织成像中的应用e. 荧光显微镜的局限性和技术进展总结:本文介绍了史上最全的30个生物实验技术及其原理。
从PCR 技术、Western Blot技术、细胞培养技术、ELISA技术到荧光显微镜技术,每个大点均分别阐述了技术的原理、所需材料和试剂、实验步骤、应用领域以及优缺点。
这些实验技术在生物医学研究、药物开发和生物工程等领域中起着重要作用。
读者可以根据自己的研究需求和兴趣,选择适合自己的技术进行实验和研究。
在使用这些技术时,应注意实验操作的细节和安全性,以提高实验的准确性和可靠性。
实验质粒DNA的碱裂解法提取与纯化一、实验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, 通常情况下可持续稳定地处于染色体外的游离状态, 但在一定条件下也会可逆地整合到寄主染色体上, 随着染色体的复制而复制, 并通过细胞分裂传递到后代。
质粒已成为目前最常用的基因克隆的载体分子, 重要的条件是可获得大量纯化的质粒DNA分子。
目前已有许多方法可用于质粒DNA的提取, 本实验采用碱裂解法提取质粒DNA。
碱裂解法是一种应用最为广泛的制备质粒DNA的方法, 其基本原理为: 当菌体在NaOH和SDS溶液中裂解时, 蛋白质与DNA发生变性, 当加入中和液后, 质粒DNA分子能够迅速复性, 呈溶解状态, 离心时留在上清中;蛋白质与染色体DNA不变性而呈絮状, 离心时可沉淀下来。
纯化质粒DNA的方法通常是利用了质粒DNA相对较小及共价闭环两个性质。
例如, 氯化铯-溴化乙锭梯度平衡离心、离子交换层析、凝胶过滤层析、聚乙二醇分级沉淀等方法, 但这些方法相对昂贵或费时。
对于小量制备的质粒DNA, 经过苯酚、氯仿抽提, RNA酶消化和乙醇沉淀等简单步骤去除残余蛋白质和RNA, 所得纯化的质粒DNA已可满足细菌转化、DNA片段的分离和酶切、常规亚克隆及探针标记等要求, 故在分子生物学实验室中常用。
二、实验试剂1.溶液Ⅰ: 50mM葡萄糖, 25mM Tris-HCl(pH 8.0), 10mM EDTA(pH 8.0)。
1M Tris-HCl(pH 8.0)12.5ml, 0.5M EDTA(pH 8.0)10ml, 葡萄糖4.730g, 加ddH2O至500ml。
在10 lbf/in2高压灭菌15min , 贮存于4℃。
2.溶液Ⅱ: 0.2N NaOH, 1% SDS。
2N NaOH 1ml, 10%SDS 1ml, 加ddH2O至10ml。
第20章常用分子生物学技术的原理及其应用分子生物学技术是研究生物分子结构、功能、调控及其相互关系的重要手段,具有识别、分离、纯化、检测和重组生物分子的功能。
在生命科学研究和生物技术应用中,常用的分子生物学技术主要包括核酸提取、聚合酶链式反应(PCR)、限制酶切片段长度多态性分析(RFLP)、DNA测序、原位杂交、Northern和Southern blot杂交等。
下面将介绍这些常用分子生物学技术的原理及其应用。
1.核酸提取:核酸提取是从细胞或组织中获得目的核酸的方法。
其原理是通过细胞破碎及蛋白酶消化等步骤,将细胞内的核酸释放出来,并进行纯化。
核酸提取技术广泛应用于基因克隆、基因组学研究、医学诊断以及法医学中的DNA分析等领域。
2.聚合酶链式反应(PCR):PCR是一种体外合成DNA的技术,通过多轮的循环温度反应,可以快速扩增一段特定的DNA序列。
其原理是利用DNA聚合酶酶活与特定引物的作用,在一系列温度循环中,使DNA序列通过链分离、引物结合、DNA合成循环进行扩增。
PCR技术被广泛应用于基因分型、基因克隆、突变检测、DNA测序等领域。
3.限制酶切片段长度多态性分析(RFLP):RFLP是一种检测DNA序列多态性的方法,通过限制酶切割目的DNA,在凝胶电泳中观察DNA片段的长度差异。
其原理是利用限制酶对特定序列的识别和切割,形成不同长度的DNA片段,经凝胶电泳分离,通过核酸探针杂交或染料染色等方法来观察差异。
RFLP技术广泛应用于基因分型、基因组学研究、变异检测等领域。
4. DNA测序:DNA测序是一种确定DNA序列的方法,通过测定DNA的碱基顺序,揭示基因组结构和功能。
常用的DNA测序技术包括Sanger测序和高通量测序。
Sanger测序原理是利用DNA聚合酶、引物和一种特殊的停止链终止剂,在DNA合成过程中随机终止,形成不同长度的DNA片段,通过电泳分离后,通过染料或探针检测碱基顺序。
高通量测序技术基于快速测序平台和大规模并行测序,提高了测序效率和准确性,广泛应用于基因组学、转录组学等领域。
生物的分子生物学实验与技术生物的分子生物学实验与技术在当代生命科学研究中扮演着重要的角色。
通过这些实验与技术,科学家们能够深入了解生物体内的分子机制以及其与生命活动之间的关系。
本文将介绍一些常用的分子生物学实验与技术,并展示它们在不同研究领域中的应用。
一、DNA提取与纯化技术DNA提取是分子生物学实验的基础步骤之一,它能够从生物样本中扩增和分析DNA。
目前,常见的DNA提取方法包括酚-氯仿法、离心法和商用DNA提取试剂盒。
这些方法能够高效地提取DNA,并保持其完整性和纯度,为后续的实验提供可靠的基础。
二、聚合酶链式反应(PCR)聚合酶链式反应是分子生物学研究的重要手段之一。
它通过反复扩增特定DNA片段,从而获得大量的DNA复制物。
PCR技术广泛应用于基因克隆、基因表达分析、基因突变检测等领域。
近年来,随着PCR技术的不断发展,新型的PCR方法如荧光定量PCR和数字PCR 等也逐渐应用于实验室研究。
三、基因测序技术基因测序技术是了解生物体内基因组组成和基因功能的重要途径。
随着二代测序技术的出现,如Sanger测序、Illumina测序和OXFORD NANOPORE等,大规模、高通量的基因测序已成为可能。
基因测序技术为研究者提供了全面了解生物基因组的机会,并对遗传疾病的诊断和治疗提供了重要依据。
四、蛋白质纯化技术蛋白质纯化是研究蛋白质结构和功能的关键步骤。
目前,常见的蛋白质纯化方法包括离子交换、凝胶过滤、亲和层析和透析等。
这些技术能够分离蛋白质并去除与之相伴的其他污染物,从而获得高纯度的蛋白质样品。
蛋白质纯化技术在蛋白质研究、药物开发和生物工程等领域具有广泛的应用价值。
五、蛋白质组学技术蛋白质组学技术是研究生物体内蛋白质组成和功能的重要手段。
质谱分析和二维凝胶电泳是常用的蛋白质组学技术。
质谱分析能够高效地鉴定蛋白质样品中的蛋白质,并测定其分子量和氨基酸序列。
二维凝胶电泳则能够将蛋白质在物理性质和化学性质两个维度上进行分离,从而得到蛋白质在空间位置和表达水平上的信息。
分子生物学常用实验方法原理介绍分子生物学是研究生物分子的结构、功能和相互作用的一门科学。
为了研究分子生物学,科学家们开发了一系列实验方法来解析生物分子的结构和功能,从而揭示生物学的奥秘。
以下是一些常用的分子生物学实验方法的原理介绍。
1.DNA分离与纯化实验方法DNA是分子生物学研究的重要对象之一、DNA分离与纯化是获取纯净DNA样品的最基本步骤。
DNA可以通过细胞裂解、蛋白酶处理和有机溶剂萃取等方法从生物样品中分离出来。
DNA纯化则通过离心、凝胶电泳、柱层析等手段去除杂质,得到高纯度的DNA。
2.RNA提取与纯化实验方法RNA是转录过程中产生的核酸分子,具有调控基因表达的功能。
RNA提取与纯化是研究RNA的第一步。
常用的方法包括酚/氯仿法、硅胶柱层析法和磁珠法等。
通过这些方法,可以从生物样品中纯化出RNA,并通过凝胶电泳或分光光度计等手段评估纯化效果。
3.蛋白质提取与纯化实验方法蛋白质是生物体内重要的功能分子,它们参与几乎所有的生物过程。
研究蛋白质功能的首要步骤就是提取和纯化蛋白质。
蛋白质提取方法包括细胞裂解、超声波处理和离心等。
蛋白质的纯化则通过不同的方法,如离心沉淀、柱层析、电泳和亲和层析等手段,从混合物中分离出目标蛋白质。
4.凝胶电泳实验方法凝胶电泳是一种分离和分析生物分子的常用方法。
凝胶电泳可以通过差异的电荷、大小和形状来分离DNA、RNA和蛋白质等分子。
常见的凝胶电泳包括琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳等。
通过凝胶电泳,我们可以分析DNA片段的大小、RNA的表达水平以及蛋白质的组成和纯度。
5.PCR(聚合酶链式反应)PCR是一种通过体外扩增DNA序列的技术。
PCR的核心是DNA的反向转录和DNA序列的扩增。
PCR反应体系主要由DNA模板、引物、dNTP、聚合酶和缓冲液组成。
反应通过循环加热和降温来实现,每个循环包括DNA的变性、引物的结合和DNA的延伸。
PCR技术可以扩增DNA片段,从而用于DNA测序、基因克隆、基因突变分析等研究。
分子生物学常用实验技术概述分子生物学是研究生物大分子(如DNA、RNA和蛋白质等)组成、结构和功能的科学领域。
在分子生物学的研究中,常用各种实验技术来解析生物大分子的结构和功能,为科学研究和应用提供依据。
下面将概述一些常用的分子生物学实验技术。
1.PCR(聚合酶链式反应):PCR是一种能在体外快速扩增DNA序列的技术,可以从一个DNA模板扩增出百万倍的DNA片段。
PCR包括三个步骤:变性、退火和延伸。
通过PCR,可以在短时间内扩增大量特定的DNA 片段,并常应用于基因分析、疾病诊断以及基因工程等领域。
2.转基因技术:转基因技术是将外源基因导入到目标生物体细胞中,使其表达外源蛋白或产生新的表型。
转基因技术通常包括四个步骤:基因分离、基因克隆、基因传递和基因表达。
转基因技术在农业、医学和生物科学研究中具有广泛的应用。
3.蛋白质电泳:蛋白质电泳是根据蛋白质的电荷和大小差异将其分离的一种方法。
常用的蛋白质电泳方法包括SDS-和二维电泳。
蛋白质电泳可用于纯化蛋白质、分析蛋白质组成以及检测蛋白质的修饰。
4.蛋白质质谱:蛋白质质谱是一种分析蛋白质的结构和功能的方法。
常用的蛋白质质谱技术包括MALDI-TOF质谱和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)。
蛋白质质谱可用于鉴定未知蛋白质、确定蛋白质的氨基酸序列以及检测蛋白质的修饰等。
5.分子克隆:分子克隆是将外源DNA或RNA序列插入到载体DNA中,并通过细胞转染等方法将其导入到目标细胞中进行表达的过程。
分子克隆常用的方法包括限制性内切酶切割、连接反应、质粒构建和转染等步骤。
分子克隆技术可用于分析、表达和研究目标基因。
6. Northern blotting:Northern blotting是一种检测RNA的方法,常用于检测特定的mRNA分子。
在Northern blotting中,通过RNA的电泳分离、转移、固定以及杂交等步骤,可以检测目标RNA的存在和表达水平。
常用分子生物学技术的原理及其应用常用分子生物学技术是一系列用于分析和操作分子生物学层面的实验技术。
这些技术基于对核酸(DNA和RNA)和蛋白质的结构和功能的研究,以及对基因表达和调控机制的理解。
在本文中,我将介绍常用分子生物学技术的原理和应用。
1.聚合酶链式反应(PCR):PCR是一种能够从极少量的DNA样本中扩增特定DNA序列的技术。
它基于DNA的两条链之间的互补配对,使用DNA聚合酶酶和引物来在离子和温度周期变化的条件下进行。
PCR技术广泛应用于分子生物学和生物医学研究中,包括基因克隆、基因突变分析、DNA指纹鉴定以及病原体的检测等。
2.聚丙烯酰胺凝胶电泳:凝胶电泳是一种分离和分析DNA,RNA和蛋白质的常用技术。
其中,聚丙烯酰胺(或琼脂糖)是一种高分子量聚合物,能够形成孔隙凝胶。
在电场的作用下,DNA,RNA或蛋白质在凝胶中迁移,根据大小和电荷的差异进行分离。
凝胶电泳广泛用于DNA和RNA的分离和纯化,以及蛋白质的分析和鉴定。
3.DNA测序:DNA测序是确定DNA序列的技术。
它通过测量DNA片段中的碱基顺序来分析DNA的序列信息。
目前有多种DNA测序技术,包括链终止测序(Sanger测序)和高通量测序(如Illumina测序和Ion Torrent测序)。
DNA测序在基因组学、遗传学和基因诊断中起着重要的作用。
4.基因克隆技术:基因克隆是指将目标基因从其源DNA中扩增,并将其插入到载体DNA 中,然后转化到宿主细胞中。
利用基因工程技术,克隆的基因可以在宿主细胞中被表达。
这种技术被广泛应用于重组蛋白质的定制表达、转基因生物的制备以及基因治疗的研究中。
5. 蛋白质电泳和Western blot:蛋白质电泳是一种分离和分析蛋白质的技术。
与DNA电泳类似,蛋白质电泳通过在聚丙烯酰胺凝胶中迁移蛋白质来分离不同大小和电荷的蛋白质。
Western blot是一种检测目标蛋白质的特异性抗体的技术,通过将蛋白质转移到膜上,然后使用特异性抗体与目标蛋白质结合来检测和定量蛋白质。
上海市考研生物学复习资料分子生物学重要实验原理梳理在生物学研究领域,分子生物学是一门重要的学科,通过研究生物体内的分子结构、功能和相互作用,揭示生命现象的本质。
对于准备参加上海市考研的生物学学生来说,熟悉并理解分子生物学中的重要实验原理是学习的关键。
本文将对一些常见的分子生物学实验原理进行梳理,以助于考生更好地复习和准备考试。
一、酶切实验原理酶切实验是分子生物学中常用的实验手段,用于切割DNA或RNA 的分子链。
该实验借助限制性内切酶在特定的酶切位点上切割目标分子,形成切割产物。
酶切实验原理主要包括酶切位点的特异性、酶切反应的条件和切割产物的分析。
二、PCR实验原理PCR(聚合酶链式反应)是一种体外扩增DNA的方法,具有高度特异性和高效性。
PCR实验原理主要包括反应的三个步骤:变性、退火和延伸。
在PCR实验中,DNA模板与引物(寡核苷酸引物)共同作用,通过DNA聚合酶酶解和合成反应,不断扩增目标序列。
三、蛋白质电泳实验原理蛋白质电泳是一种常用的蛋白质分离方法,可以根据蛋白质的分子量和电荷差异进行分离。
蛋白质电泳实验原理主要包括凝胶电泳和SDS-PAGE两种方法。
凝胶电泳通过凝胶的孔径限制和电场作用使蛋白质分子迁移,实现蛋白质的分离和检测。
四、Northern blotting实验原理Northern blotting是一种用于检测RNA的实验方法,可以确定目标RNA的存在和相对丰度。
该实验基于RNA电泳和转移原理,通过将RNA经电泳分离,转移到膜上,并用探针进行杂交反应,最终检测目标RNA。
五、Western blotting实验原理Western blotting是一种常用的蛋白质检测和定量方法,可以检测目标蛋白质在混合蛋白中的存在和表达水平。
该实验通过蛋白质电泳分离、转移到膜上并用特异性抗体进行识别,最终实现目标蛋白质的检测和定量。
六、DNA测序实验原理DNA测序是确定DNA序列的重要实验手段,对于研究基因功能和生命活动具有重要意义。
分子生物学技术原理分子生物学技术是一种应用于生物学研究和实践的方法和工具,可以帮助科学家在分子水平上探究细胞和生物体的结构、功能和相互作用。
以下是一些常见的分子生物学技术和它们的原理:1. 聚合酶链式反应(PCR): PCR是一种重要的分子生物学技术,用于扩增特定DNA片段。
其原理基于DNA的双链结构和酶的功能。
PCR反应中,DNA样品被加热至变性温度,使其双链解旋成两条单链DNA。
然后,引物与目标序列的两端结合,酶通过DNA合成,合成新的DNA链。
反复循环这个过程可以扩增目标DNA片段。
2. 蛋白质电泳:蛋白质电泳是一种用于分离和分析蛋白质的技术。
其原理基于蛋白质的电荷和大小差异。
蛋白质样品在凝胶中电泳,根据电荷的不同,蛋白质会向正极或负极移动。
最终,蛋白质在凝胶上形成带状图案,可以用于蛋白质的鉴定和定量。
3. DNA测序:DNA测序是确定DNA序列的技术。
其原理基于DNA的核酸碱基配对原则和荧光标记。
DNA测序反应中,DNA模板被复制,并与荧光标记的核酸碱基一起加入到反应中。
DNA合成酶以荧光信号的形式将碱基添加到新合成的DNA链上,形成一个能够表示DNA序列的信号序列。
通过测量荧光信号的强度和颜色,可以确定DNA的碱基序列。
4. 基因克隆:基因克隆是将DNA片段从一个生物体中复制并插入到另一个生物体中的过程。
其原理基于DNA的切割、黏合和重组。
基因克隆通常包括将目标DNA和载体DNA用限制性内切酶切割,然后用DNA连接酶黏合两端,形成重组DNA。
将重组DNA转化到宿主细胞中进行复制和表达,最终获得目标DNA在新生物体中的表达。
以上只是一些常见的分子生物学技术及其原理,分子生物学领域还有许多其他的技术,如原位杂交、PCR定量、南方和北方杂交等。
这些技术的应用广泛,可以帮助科学家揭示生物学的奥秘。
分子生物学实验技术分子生物学是现代生物学的重要分支之一,其在疾病预防、治疗和生物科技等方面有广泛应用。
本文将介绍分子生物学实验中常用的技术,并讨论其原理和应用。
一、基本实验技术1. DNA/RNA提取技术DNA/RNA提取是分子生物学实验中的基础技术之一。
DNA/RNA提取的目的是从细胞或组织中提取高质量的DNA或RNA,为其后续检测和研究做好准备。
现在市场上有多种DNA/RNA提取试剂盒,供实验室使用。
通常,提取DNA首先将组织/细胞裂解,然后进行蛋白质沉淀、DNA沉淀、洗涤和重溶等步骤。
而提取RNA则需要防止RNA酶的污染并保护RNA的完整性。
RNA提取常见的方法是直接裂解和三步酚-氯仿法等。
2. PCR技术PCR(聚合酶链式反应)技术是一种常用的分子生物学技术,用于扩增DNA片段。
PCR反应是在一个热循环下进行的,包括退火、结合和扩增阶段。
其中,退火温度用于将引物与靶DNA结合,获得高特异性;扩增阶段用于扩增目标DNA片段,通常在72℃左右进行。
PCR技术广泛应用于疾病的诊断、基因多态性分析、DNA指纹鉴定和基因工程等方面。
对于基因工程,PCR技术在基因克隆、定量PCR、mutagenesis、突变扫描和芯片检测等方面也有重要应用。
3. 转染技术转染技术是指将外源基因或其他化合物转入目标细胞中的技术。
常用的转染方法包括:病毒介导的转染、电穿孔、化学转染及基于脂质体的转染等。
转染技术在基因治疗、模型建立、基因表达分析、药物筛选和基因敲除等方面都有广泛应用。
二、高级实验技术1. 基因测序技术基因测序是分子生物学中应用最广泛的技术之一,用于确定DNA序列。
常用的基因测序技术包括Sanger测序和新一代测序(NGS)技术。
Sanger测序是一种传统的测序技术,通过DNA聚合酶、DNA模板、引物和ddNTPs(二脱氧核苷三磷酸)来扩增和定序DNA。
此外,NGS技术的基本原理是平行测序,利用高通量测序技术对DNA样本进行重复测序,得到高质量的DNA序列。
分子生物学中最重要的5个实验技术分子生物学是一个研究生命体系分子组成、结构、功能及其相互作用的学科,广泛应用于植物、动物及微生物等各种生物体的研究当中。
在分子生物学研究中,人们运用了众多的实验技术,为了更好的认识和掌握这些实验技术,本文将介绍分子生物学中5个最重要的实验技术。
一、PCR技术PCR技术(聚合酶链反应技术),是一种常用的DNA复制技术。
PCR技术是通过对DNA分子的放大,使科学家们能够快速、准确地研究、分离、克隆、检测和定量目标DNA分子。
PCR技术是分子生物学研究中最重要的技术之一。
PCR技术可以在数小时内产生比原来样本10^6或更多倍的DNA片段。
PCR的原理是利用特定的引物,将图谱上某个特定的DNA区段扩大和复制,产生大量的相等DNA片段。
准确而高效的PCR技术,被广泛应用于人类基因组学、遗传病学、系统发育分析、DNA指纹鉴定等领域。
二、DNA测序技术DNA测序技术是分子生物学研究中另一个重要的实验技术。
它是现代分子生物学和基因组学研究中应用的一种最常用的技术。
DNA测序技术被广泛应用于分析、比较、鉴定各种不同物种的基因组序列,也被广泛应用于疾病的诊断和治疗等医学领域。
DNA测序技术的运作原理是根据测序反应的结果,来确定分析样品中每个碱基的序列。
DNA测序技术有两种主要方法:Sanger 技术和下一代测序技术。
这些实验技术的不断进步,为人们在分析基因组和研究遗传疾病方面提供了更多的可能性。
三、蛋白质电泳蛋白质电泳是一种用于生物体内蛋白质的分离、纯化和鉴定的实验技术。
随着分子生物学研究的深入,蛋白质在细胞功能和代谢调控等方面的作用越来越受到关注。
蛋白质电泳技术则成为了研究蛋白质在生物体内分布、功能活性和变化的重要工具。
经典蛋白质电泳技术被广泛应用于蛋白质分离和鉴定。
其原理是利用蛋白质的分子量、电荷、溶胀性质等物理化学性质进行分离。
在蛋白质浓度检测和鉴定方面,蛋白质电泳技术具有重要的应用价值。
分子生物实验知识点总结分子生物学是生物学的一个重要分支,研究生命的基本单位——细胞内的遗传物质DNA和RNA,在分子水平上进行生物学的研究。
分子生物学实验是分子生物学研究的重要手段,通过实验可以研究生物体的分子结构、功能和相互作用,为了更深入地认识生命的本质提供了重要的研究工具。
本文将对分子生物学实验的基本知识进行总结,包括常用的实验技术、实验步骤和实验技巧等内容。
一、核酸提取和纯化实验核酸提取是分子生物学实验的基础步骤,该步骤能够从细胞和组织中提取出DNA和RNA等核酸分子,并为后续的实验提供基础材料。
核酸提取实验主要包括细胞破碎、核酸溶解和纯化等步骤。
1. 细胞破碎细胞破碎是指将细胞膜和细胞壁破坏,使细胞内的核酸暴露在溶液中,方便后续提取。
常见的细胞破碎方法包括物理方法和化学方法。
物理方法主要包括高频超声波破碎和磨砂法破碎等;化学方法主要包括使用表面活性剂或酶来溶解细胞膜。
2. 核酸溶解核酸溶解是指将细胞破碎后的混合溶液中的核酸分子从其他细胞成分中分离出来,通常采用酚-氯仿提取法、离心纯化法等。
3. 核酸纯化核酸纯化是指对核酸分子进行纯化,即去除混杂物质和降解产物,得到较纯净的DNA和RNA。
核酸纯化的方法有氯仿提取法、硅胶柱层析法、离心纯化法等。
二、聚合酶链反应(PCR)实验PCR是一种用于扩增DNA片段的重要技术,广泛应用于基因克隆、DNA序列分析等领域。
PCR实验可以分为反应体系的准备、PCR反应和PCR产物的检测等步骤。
1. 反应体系的准备PCR反应的反应体系包括DNA模板、引物、核酸酶、引物缓冲液和dNTPs等。
其中DNA 模板是待扩增的DNA片段,引物是DNA链的起始序列,核酸酶是在扩增过程中产生的反应酶,引物缓冲液是引物的作用环境,dNTPs是DNA合成的原料。
准备PCR反应的关键是确定好反应体系的比例,以保证PCR反应的高效进行。
2. PCR反应PCR反应是将反应体系加热至不同的温度,依次进行DNA变性、引物结合和DNA合成等步骤,最终得到大量的目标DNA。
知道原理对实验出问题时分析很有益,所以列出来一起分享!1.溶菌酶:它是糖苷水解酶,能水解菌体细胞壁的主要化学成分肽聚糖中的β-1,4糖苷键,因而具有溶菌的作用。
当溶液中pH小于8时,溶菌酶作用受到抑制。
葡萄糖:增加溶液的粘度,维持渗透压,防止DNA受机械剪切力作用而降解。
EDTA:(1)螯合Mg2+、Ca2+等金属离子,抑制脱氧核糖核酸酶对DNA的降解作用(DNase 作用时需要一定的金属离子作辅基);(2)EDTA的存在,有利于溶菌酶的作用,因为溶菌酶的反应要求有较低的离子强度的环境。
2.NaOH-SDS液:NaOH:核酸在pH大于5,小于9的溶液中,是稳定的。
但当pH>12或pH<3时,就会引起双链之间氢键的解离而变性。
在溶液II中的NaOH浓度为0.2mo1/L,加抽提液时,该系统的pH就高达12.6,因而促使染色体DNA与质粒DNA的变性。
SDS:SDS是离子型表面活性剂。
它主要功能有:(1)溶解细胞膜上的脂质与蛋白,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜。
(2)解聚细胞中的核蛋白。
(3)SDS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。
但是SDS能抑制核糖核酸酶的作用,所以在以后的提取过程中,必须把它去除干净,防止在下一步操作中(用RNase去除RNA时)受到干扰。
3. 3mol/L NaAc(pH4.8)溶液:NaAc的水溶液呈碱性,为了调节pH至4.8,必须加入大量的冰醋酸。
所以该溶液实际上是NaAc-HAc的缓冲液。
用pH4.8的NaAc溶液是为了把pH12.6的抽提液,调回pH至中性,使变性的质粒DNA能够复性,并能稳定存在。
而高盐的3mol /L NaAc有利于变性的大分子染色体DNA、RNA以及SDS-蛋白复合物凝聚而沉淀之。
前者是因为中和核酸上的电荷,减少相斥力而互相聚合,后者是因为钠盐与SDS-蛋白复合物作用后,能形成较小的钠盐形式复合物,使沉淀更完全。
分子生物学研究中的基础实验技术介绍分子生物学研究在基础科研和生命医学研究中扮演着重要的角色。
飞速发展的分子生物学研究技术以其高效、精准、可重复性的特点成为了生命科学家的必备工具。
让我们一起来了解几种分子生物学研究中的基础实验技术。
1. DNA/RNA提取技术DNA/RNA提取是分子生物学研究的第一步,是从生物样品中获取纯度高的DNA或RNA的方法。
此技术可以应用于蛋白质鉴定、基因组测序和表观遗传学等领域。
常用的DNA提取方法有酚-氯仿法、盐析法和列柱法等。
其中酚-氯仿法简单易行,适用于DNA纯化和分子生物学操作;盐析法适用于大量的DNA提取;列柱法纯度高,适用于对高纯度DNA样品的分离。
RNA提取方法有TRIZOL法、琼脂糖纯化法和磁珠分离法等。
其中TRIZOL法适用于处理多样本,在样品处理时间短、批量大的情况下性能最佳;琼脂糖纯化法操作简单、成本低,适用于处理样品量小且同时提取RNA和蛋白质;磁珠分离法成本较高,但是它的效率和纯度都较高,可以用于小样本RNA提取和mRNA 纯化。
2. PCR技术PCR技术是基于DNA复制和扩增的技术,可用于DNA序列特异性检测、测序、基因表达分析和基因编辑等应用领域。
PCR技术是利用DNA聚合酶的反复循环态增加目标DNA分子的过程,从而扩增目标DNA分子,它是分子生物学研究中必须熟练掌握的基本操作之一。
PCR反应至少含有数量合适的引物、5'磷酸化的DNA模板、聚合酶、核酸酶抑制剂(RNase inhibitor)等组分。
PCR的引物选择是扩增成功的关键,匹配、降寶和引物长度的选择都会影响PCR扩增结果的可靠性。
3. 南方杂交南方杂交是一种测定核酸序列间同源性和差异性的分析方法,适用于在DNA或RNA样品中检测突变、重排和拷贝数变异等事件。
该方法在医学、生态、植物学和动物学等领域应用广泛。
南方杂交技术的基本原理是利用蛋白质-核酸之间的特异性结合,检测序列相似性。
分子生物学实验技术原理嘿,朋友们,今天咱们来聊聊那些让人头大的分子生物学实验技术原理。
你知道的,那些在实验室里,穿着白大褂,戴着护目镜的科学家们,他们每天都在捣鼓些什么呢?别急,让我给你细细道来。
首先,咱们得从DNA说起。
DNA,也就是脱氧核糖核酸,是所有生物体内存储遗传信息的分子。
它长得像一个螺旋梯子,由两条长长的链组成,链上的“梯级”就是那些我们常听到的碱基对:腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)。
这些碱基对按照特定的规则配对,A总是和T配对,C总是和G配对。
那么,分子生物学家们是怎么研究这些DNA的呢?他们用到了一种叫做PCR (聚合酶链反应)的技术。
PCR就像是一个复制机器,能够在短时间内复制出成千上万份DNA。
想象一下,你有一个DNA样本,你想要更多的副本来做实验,PCR就能帮你实现这个愿望。
这个过程需要一个叫做“热循环仪”的设备,它能够精确控制温度,让DNA在高温下解开成两条单链,然后在低温下让特定的引物(一小段DNA)找到它们的目标位置,最后在适宜的温度下让DNA聚合酶把新的DNA链合成出来。
接下来,咱们聊聊基因克隆。
基因克隆,听起来是不是很高大上?其实,它就是把一个特定的基因从一大堆DNA中“挑”出来,然后复制很多份。
这就像是在一本厚厚的书里找到你最喜欢的那一页,然后复印很多份。
科学家们用到了一种叫做“限制性内切酶”的工具,这种酶能够识别特定的DNA序列,并在那个位置把DNA切断。
然后,他们用DNA连接酶把目标基因和载体(一种能够自我复制的DNA分子)连接起来,这样就能在细菌或者酵母中大量复制这个基因了。
哦,对了,还有测序。
测序就是确定DNA序列的过程,就像是读出DNA的“字母表”。
最早的测序技术叫做Sanger测序,它需要放射性同位素或者荧光标记的核苷酸。
现在,我们有了更先进的技术,比如下一代测序(NGS),它能够同时测序成千上万个DNA片段,大大提高了效率。
一、GST pull-down实验基本原理:将靶蛋白-GST融合蛋白亲和固化在谷胱甘肽亲和树脂上,作为与目的蛋白亲和的支撑物,充当一种“诱饵蛋白”,目的蛋白溶液过柱,可从中捕获与之相互作用的“捕获蛋白”(目的蛋白),洗脱结合物后通过SDS-PAGE电泳分析,从而证实两种蛋白间的相互作用或筛选相应的目的蛋白,“诱饵蛋白”和“捕获蛋白”均可通过细胞裂解物、纯化的蛋白、表达系统以及体外转录翻译系统等方法获得。
此方法简单易行,操作方便。
注:GST即谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferase)二、足印法(Footprinting)足印法(Footprinting)是一种用来测定DNA-蛋白质专一性结合的方法,用于检测目的DNA 序列与特定蛋白质的结合,也可展示蛋白质因子同特定DNA片段之间的结合。
其原理为:DNA 和蛋白质结合后,DNA与蛋白的结合区域不能被DNase(脱氧核糖核酸酶)分解,在对目的DNA序列进行检测时便出现了一段无DNA序列的空白区(即蛋白质结合区),从而了解与蛋白质结合部位的核苷酸数目及其核苷酸序列。
三、染色质免疫共沉淀技术(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)染色质免疫共沉淀技术(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)是研究体内蛋白质与DNA 相互作用的有力工具,利用该技术不仅可以检测体内反式因子与DNA的动态作用,还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰以及转录因子与基因表达的关系。
染色质免疫沉淀技术的原理是:在生理状态下把细胞内的DNA与蛋白质交联在一起,通过超声或酶处理将染色质切为小片段后,利用抗原抗体的特异性识别反应,将与目的蛋白相结合的DNA片段沉淀下来。
染色质免疫沉淀技术一般包括细胞固定,染色质断裂,染色质免疫沉淀,交联反应的逆转,DNA的纯化及鉴定。
四、基因芯片(又称 DNA 芯片、生物芯片)技术基因芯片指将大量探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。
通俗地说,就是通过微加工技术,将数以万计、乃至百万计的特定序列的DNA片段(基因探针),有规律地排列固定于2cm2的硅片、玻片等支持物上,构成的一个二维DNA探针阵列,被称为基因芯片。
基因芯片主要用于基因检测工作。
基因芯片的测序原理是杂交测序方法,即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法,在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。
当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG,与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时,通过确定荧光强度最强的探针位置,获得一组序列完全互补的探针序列。
据此可重组出靶核酸的序列。
五、高效液相色谱(HPLC)高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上,引用了气相色谱的理论,在技术上,流动相改为高压输送;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。
高压泵将贮液罐的流动相经进样器送入色谱柱中,然后从检测器的出口流出,这时整个系统就被流动相充满。
当欲分离样品从进样器进入时,流经进样器的流动相将其带入色谱柱中进行分离,分离后不同组分依先后顺序进入检测器,记录仪将进入检测器的信号记录下来,得到液相色谱图。
六、酵母双杂交(Y2H)七、噬菌体展示技术噬菌体展示技术是将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,使外源基因随外壳蛋白的表达而表达,同时,外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。
噬菌体展示技术是将多肽或蛋白质的编码基因或目的基因片段克隆入噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,在阅读框正确且不影响其他外壳蛋白正常功能的情况下,使外源多肽或蛋白与外壳蛋白融合表达,融合蛋白随子代噬菌体的重新组装而展示在噬菌体表面。
被展示的多肽或蛋白可以保持相对独立的空间结构和生物活性,以利于靶分子的识别和结合。
肽库与固相上的靶蛋白分子经过一定时间孵育后,洗去未结合的游离噬菌体,然后以竞争受体或酸洗脱下与靶分子结合吸附的噬菌体,洗脱的噬菌体感染宿主细胞后经繁殖扩增,进行下一轮洗脱,经过3轮~5轮的“吸附-洗脱-扩增”后,与靶分子特异结合的噬菌体得到高度富集。
所得的噬菌体制剂可用来做进一步富集有期望结合特性的目标噬菌体。
八、RNA提取(Trizol法)Trizol试剂中的主要成分为异硫氰酸胍和苯酚,其中异硫氰酸胍可裂解细胞,促使核蛋白体的解离,使RNA与蛋白质分离,并将RNA释放到溶液中。
当加入氯仿时,它可抽提酸性的苯酚,而酸性苯酚可促使RNA进入水相,离心后可形成水相层和有机层,这样RNA与仍留在有机相中的蛋白质和DNA分离开。
水相层(无色)主要为RNA,有机层(黄色)主要为DNA 和蛋白质。
九、RT-PCR2、反转录合成cDNA;3、PCR扩增;4、产物的电泳和结果的测定。
十、实时荧光定量PCR(Q—PCR)(Real-time Quantitative PCR )利用荧光信号的变化实时检测PCR扩增反应中每一个循环扩增产物量的变化,通过Ct值和标准曲线的关系对起始模板进行定量分析。
阈值:是循环开始3~15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍,设定在扩增曲线指数增长期。
C(t)值:荧光信号(扩增产物)到达阈值时所经过的扩增循环次数。
十一、BCA法测蛋白质浓度十二、大肠杆菌感受态细胞(E.coli DH5α)制备1、前夜接种受体菌(DH5DH10B),挑取单菌落于LB培养基中37℃摇床培养过夜(约16小时);2、取1ml过夜培养物转接于100ml LB培养基中,在37℃摇床上剧烈振荡培养约2.5-3小时(250-300rpm);3、将0.1M CaCl2溶液置于冰上预冷;以下步骤需在超净工作台和冰上操作;4、吸取1.5ml培养好的菌液至1.5ml离心管中,在冰上冷却10分钟;5、4℃下3000 g冷冻离心5分钟;6、弃去上清,加入100微升预冷0.1M CaCl2溶液,用移液枪轻轻上下吸动打匀,使细胞重新悬浮,在冰放置20分钟;7 、4℃下3000 g冷冻离心5分钟;8 、弃去上清,加入100微升预冷0.1M CaCl2溶液,用移液枪轻轻上下吸动打匀,使细胞重新悬浮;9 、细胞悬浮液可立即用于转化实验或添加冷冻保护剂(15% - 20%甘油)后超低温冷冻贮存备用(-70℃)。
十三、碱变性提取质粒DNA碱变性提取质粒DNA是基于染色体DNA与质粒DNA的变性与复性的差异而达到分离目的。
在pH高达12.6的碱性条件下,染色体DNA的氢键断裂,双螺旋结构解开而变性。
质粒DNA的大部分氢键也断裂,但超螺旋共价闭合环状的两条互补链不会完全分离,当以pH4.8的NaAc 高盐缓冲液去调节其pH至中性时,变性的质粒DNA又恢复原来的构型,保存在溶液中,而染色体DNA不能复性而形成缠连的网状结构,通过离心,染色体DNA与不稳定的大分子RNA、蛋白质-SDS复合物等一起沉淀下来而被除去。
十四、目的基因的连接、转化及克隆筛选(1)总过程:分---PCR分离目的基因切---限制性内切酶切割接---目的基因与载体相连转---转入宿主细胞筛---筛选阳性重组体(2)分---PCR分离目的基因:PCR克隆、同源克隆、文库筛选(3)切---限制性内切酶切割:粘性末端、平末端(4)接---目的基因与载体相连原理:利用DNA聚合酶反应时都有在PCR产物的3’末端添加一个或者几个A碱基的特性和利用T载体3’末端的T碱基和PCR产物的A碱基互补配对,经连接酶作用,完成与载体的连接。
(5)转---转入宿主细胞感受态细胞:经过电击、 CaCl2、 RuCl等化学试剂处理后,细胞膜的通透性发生变化,成为能容许外源 DNA 分子通过时细胞的状态。
(6)筛---筛选阳性重组体十五、RNA干扰(RNAi)一些小的双链RNA(siRNA)可以通过促使特定基因的mRNA降解来高效、特异的阻断体内特定基因表达,诱使细胞表现出特定基因缺失的表型,称为RNA干扰(RNAi)。
十六、cDNA 末端快速扩增 (rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术cDNA 末端快速扩增 (rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术是一种基于mRNA反转录和 PCR技术建立起来的、以部分的已知区域序列为起点,扩增基因转录本的未知区域,从选技术,成为克隆全长cDNA序列的常用手段。
十七、基因文库和cDNA文库的构建(看课本上的)十八、mRNA差异显示技术(DD-PCR)mRNA差异显示技术是将mRN A逆转录技术和PCR技术相结合的一种RNA指纹图谱技术。
每一种细胞(包括同一组织细胞经过不同的处理)都有其特异表达的不同于其他组织细胞的基因谱(有差异基因表达),即特异的RNA指纹图谱。
差异基因表达是细胞分化的基础,正是这些基因在细胞中的特异表达与否,决定了生命历程中细胞的发育和分化、细胞周期调节、细胞衰老和凋亡等。
mRNA DDR T-PCR 技术正是对组织特异性表达基因进行分离的一种快速而行之有效的方法。
其基本原理是从基因背景相同的2个或几个被比较的细胞系或组织中提取总RNA,逆转录成cDNA ,用不同引物对,进行PCR 扩增,扩增时加入同位素标记的核苷酸。
利用测序胶电泳技术分离PCR 产物,经放射自显影即可找到差异表达的基因。
十九、抑制差减杂交抑制差减杂交技术原理抑制差减杂交技术(SSH)是由Diatchenko等建立的以抑制性PCR和DNA差减杂交方法相结合的方法。
其依据的主要技术有两点:(1)消减杂交;(2)抑制PCR。
经抑制差减杂交后的cDNA群体不仅富集了差异表达基因(目的基因),而且目的基因间丰度的差异经过均等化作用已基本消除,使消减后的cDNA群体为丰度一致的目的基因群体。
抽提两种不同来源组织的mRNA(tester和driver),反转录成 cDNA,用4碱基识别酶(RsaI)或HaeIII酶切两种cDNA产生平端片段;将testerc DNA分成均等的两份,分别接上dapter1和adapter2两种接头,并与过量的经RsaI消化的driver样本变性后退火杂交。
第一次杂交后有4种产物:a是单链testercDNA;b是自身退火的testercDNA双链;c是tester和driver 的异源双链;d是drivercDNA。
根据复性动力学原理,丰度高的单链cDNA退火时产生同源杂交速度快于丰度低的单链cDNA,因此第一次杂交使得丰度有差别的cDNA的单链分子的相对含量趋向一致。