DNA凝胶电泳图
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实验七---DNA的琼脂糖凝胶电泳实验七DNA的琼脂糖凝胶电泳(4学时)实验目的琼脂糖凝胶电泳是常用的检测核酸的方法,具有操作方便、经济快速等优点。
本实验学习DNA琼脂糖凝胶电泳的使用技术,掌握有关的技术和识读电泳图谱的方法。
实验原理琼脂糖凝胶电泳是常用的用于分离、鉴定DNA、RNA分子混合物的方法,这种电泳方法以琼脂凝胶作为支持物,利用DNA分子在泳动时的电荷效应和分子筛效应,达到分离混合物的目的。
DNA分子在高于其等电点的溶液中带负电,在电场中向阳极移动。
在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应,即分子本身的大小和构型是主要的影响因素。
DNA分子的迁移速度与其相对分子量成反比。
不同构型的DNA分子的迁移速度不同。
如环形DNA分子样品,其中有三种构型的分子:共价闭合环状的超螺旋分子(cccDNA)、开环分子(ocDNA)、和线形DNA分子(IDNA)。
这三种不同构型分子进行电泳时的迁移速度大小顺序为:cccDNA>IDNA>ocDNA核酸分子是两性解离分子,pH3.5是碱基上的氨基解离,而三个磷酸基团中只有一个磷酸解离,所以分子带正电,在电场中向负极泳动;而pH8.0-8.3时,碱基几乎不解离,而磷酸基团解离,所以核酸分子带负电,在电场中向正极泳动。
不同的核酸分子的电荷密度大致相同,因此对泳动速度影响不大。
在中性或碱性时,单链DNA与等长的双链DNA的泳动率大致相同。
影响核酸分子泳动率的因素主要是:1、样品的物理性状即分子的大小、电荷数、颗粒形状和空间构型。
一般而言,电荷密度愈大,泳动率越大。
但是不同核酸分子的电荷密度大致相同,所以对泳动率的影响不明显。
对线形分子来说,分子量的常用对数与泳动率成反比,用此标准样品电泳并测定其泳动率,然后进行DNA分子长度(bp)的负对数——泳动距离作标准曲线图,可以用于测定未知分子的长度大小。
DNA分子的空间构型对泳动率的影响很大,比如质粒分子,泳动率的大小顺序为:cDNA>IDNA>ocDNA但是由于琼脂糖浓度、电场强度、离子强度和溴化乙锭等的影响,会出现相反的情况。
[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50kb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。
DNA Marker电泳怎么糊了——怎样做一张漂亮的琼脂糖凝胶电泳图(续)最近实验室接到一个客户的投诉,说是购买的DL2000DNA Ladder有问题,跑电泳时出现DNA降解的情况。
由于Simgen的DNA Marker含有DNA稳定剂,曾经在室温条件下做过放置一年的真实稳定性测试,都未观察到DNA降解的现象,所以对于客户的投诉感到非常疑惑。
但是为了慎重起见,我们还是从库存产品中抽了一支相同批次的DL2000DNA Ladder进行了电泳实验,结果显示条带正常,并未出现降解情况。
既然不是产品本身的问题,那么就有可能是电泳过程中出现的问题。
Simgen 实验室经过探索,最后我们猜测可能已经找到了问题的症结所在,结合之前有一篇详细介绍如何制作一张漂亮的琼脂糖凝胶电泳图的文章,今天再给大家介绍一个非常容易被忽略的因素——核酸染料的用量。
实验材料:DL2000DNA Ladder(Simgen Cat.No.MD1006)琼脂糖(BIOWEST REGULAR AGAROSE G-10)50×TAE(Simgen Cat.No.9001500)溴化乙锭(EB)(Simgen Cat.No.9026001),电泳仪(北京六一仪器厂,DYY-6C型)实验步骤:1.取10ml50×TAE,加入490ml去离子水,混合均匀,稀释成1×TAE。
2.用琼脂糖,1×TAE制作两块相同浓度(1%)的凝胶,一块加入正常用量的溴化乙锭(终浓度0.5μg/ml),一块加入过量的溴化乙锭(终浓度3μg/ml)。
3.分别在两块凝胶中依次加入1.5μl、5μl、10μl DL2000DNA Ladder,放入同一电泳槽进行电泳。
4.每隔一段时间取出凝胶,观察并记录条带情况。
实验结果:电泳图如下,图一电泳了10分钟,图二电泳了15分钟,图三电泳了20分钟,图四是电泳25分钟的条带情况,每张图的左侧部分是正常溴化乙锭用量的凝胶,右侧部分是过量溴化乙锭用量的凝胶。