分子生物学常用实验技术(精)
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可编辑修改精选全文完整版分子生物学实验方法与步骤表达蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析一、原理细菌体中含有大量蛋白质,具有不同的电荷和分子量。
强阴离子去污剂SDS与某一还原剂并用,通过加热使蛋白质解离,大量的SDS 结合蛋白质,使其带相同密度的负电荷,在聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)上,不同蛋白质的迁移率仅取决于分子量。
采用考马斯亮兰快速染色,可及时观察电泳分离效果。
因而根据预计表达蛋白的分子量,可筛选阳性表达的重组体。
二、试剂准备1、30%储备胶溶液:丙烯酰胺(Acr)29.0g,亚甲双丙烯酰胺(Bis)1.0g,混匀后加ddH2O,37O C溶解,定容至100ml, 棕色瓶存于室温。
2、1.5M Tris-HCl(pH 8.0:Tris 18.17g加ddH2O溶解, 浓盐酸调pH至8.0,定容至100ml。
3、1M Tris-HCl(pH 6.8:Tris 12.11 g加ddH2O溶解, 浓盐酸调pH至6.8,定容至100ml。
4、10% SDS:电泳级SDS 10.0 g加ddH2O 68℃助溶,浓盐酸调至pH 7.2,定容至100ml。
5、10电泳缓冲液(pH 8.3:Tris 3.02 g,甘氨酸18.8 g,10% SDS 10ml加ddH2O溶解, 定容至100ml。
6、10%过硫酸铵(AP): 1gAP加ddH2O至10ml。
7、2SDS电泳上样缓冲液:1M Tris-HCl (pH 6.82.5ml,-巯基乙醇1.0ml,SDS 0.6 g,甘油2.0ml,0.1%溴酚兰1.0ml,ddH2O 3.5ml。
8、考马斯亮兰染色液:考马斯亮兰0.25 g,甲醇225ml,冰醋酸 46ml,ddH2O 225ml。
9、脱色液:甲醇、冰醋酸、ddH2O以3∶1∶6配制而成。
二、操作步骤采用垂直式电泳槽装置(一)聚丙烯酰胺凝胶的配制1、分离胶(10%的配制:ddH2O 4.0ml30%储备胶 3.3ml1.5M Tris-HCl2.5ml10% SDS 0.1ml10% AP 0.1ml取1ml上述混合液,加TEMED(N,N,N’,N’-四甲基乙二胺10μl 封底,余加TEMED4μl ,混匀后灌入玻璃板间,以水封顶,注意使液面平。
常用分子生物学和细胞生物学实验技术介绍 (2021-04-23 11:01:29)转载▼标签:分子生物学细胞生物学常用实用技术根本实验室技术生物学实验教育常用的分子生物学根本技术核酸分子杂交技术由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的灵敏性,它已成为分子生物学中最常用的根本技术,被广泛应用于基因克隆的筛选,酶切图谱的制作,基因序列的定量和定性分析及基因突变的检测等。
其根本原理是具有一定同源性的原条核酸单链在一定的条件下〔适宜的温室度及离子强度等〕可按碱基互补原成双链。
杂交的双方是待测核酸序列及探针〔probe〕,待测核酸序列可以是克隆的基因征段,也可以是未克隆化的基因组DNA和细胞总RNA。
核酸探针是指用放射性核素、生物素或其他活性物质标记的,能与特定的核酸序列发生特异性互补的DNA或RNA片段。
根据其来源和性质可分为cDNA探针、基因组探针、寡核苷酸探针、RNA探针等。
固相杂交固相杂交〔solid-phase hybridization〕是将变性的DNA固定于固体基质〔硝酸纤维素膜或尼龙滤膜〕上,再与探针进行杂交,故也称为膜上印迹杂交。
斑步杂交〔dot hybridization〕是道先将被测的DNA或RNA变性后固定在滤膜上然后参加过量的标记好的DNA或RNA探针进行杂交。
该法的特点是操作简单,事先不用限制性内切酶消化或凝胶电永别离核酸样品,可在同一张膜上同时进行多个样品的检测;根据斑点杂并的结果,可以推算出杂交阳性的拷贝数。
该法的缺点是不能鉴定所测基因的相对分子质量,而且特异性较差,有一定比例的假阳性。
印迹杂交〔blotting hybridization〕Southern印迹杂交:凝胶电离经限制性内切酶消化的DNA片段,将凝胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至硝基纤维素膜或其他固相支持物上,经干烤固定,再与相对应结构的已标记的探针进行那时交反响,用放射性自显影或酶反响显色,检测特定大小分子的含量。
植物分子生物学的研究对象和实验技术植物分子生物学是研究植物基因、基因表达、基因调控等方面的科学,它通过分析和解析植物基因组的结构和功能来揭示植物的生物学过程。
随着科学技术的不断发展,研究植物分子生物学的方法和实验技术也在不断更新。
本文将介绍植物分子生物学的研究对象以及一些常用的实验技术。
一、植物分子生物学的研究对象植物分子生物学主要研究的对象包括植物的基因组、基因、DNA、RNA和蛋白质等分子。
通过对这些分子的结构、功能和相互作用进行研究,可以深入了解植物的遗传特征和生物学过程。
1. 植物基因组植物基因组是指植物所有基因的集合,是植物分子生物学研究的起点和基础。
通过分析植物基因组的大小、组成、结构和功能,可以了解植物基因的数量和特征,进而揭示植物的基因组结构、进化和调控机制。
2. 植物基因植物基因是指能够编码蛋白质或功能RNA的DNA序列。
通过对植物基因的研究,可以了解植物的遗传特征、基因功能和调控机制。
此外,植物基因的突变和表达的变化还可以揭示植物的亲缘关系和适应环境的方式。
3. 植物DNA和RNA植物DNA是植物细胞中存储遗传信息的分子,植物RNA则是基因转录和表达的产物。
通过对植物DNA和RNA的序列、结构和功能的研究,可以了解植物基因的表达和调控机制,揭示基因转录、剪接、翻译等过程,以及植物的遗传变异和表型差异。
4. 植物蛋白质植物蛋白质是植物细胞中具有功能的分子,参与调控生物学过程。
通过研究植物蛋白质的结构、功能和相互作用,可以了解植物的代谢途径、信号传导和生物学功能。
二、植物分子生物学的实验技术为了研究植物分子生物学,科学家们利用多种实验技术进行研究。
下面将介绍几种常用的实验技术。
1. PCR(聚合酶链式反应)PCR是分子生物学中最常用的技术之一,它能够通过扩增DNA序列来获取足够的DNA样本进行后续实验。
在研究植物分子生物学中,PCR被广泛应用于基因克隆、基因组测序、基因表达分析以及遗传标记等方面。
分子生物学常用实验方法原理介绍一、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。
分子生物学实验技术分类分子生物学实验技术是现代生物学研究中不可或缺的一部分,它涉及到对生物体内分子结构、功能和相互作用的研究。
这些实验技术在基础科学研究、医学诊断和药物研发等领域发挥着重要作用。
在分子生物学实验技术中,根据其应用和原理可以进行分类,主要包括以下几类:1. 基因克隆技术,基因克隆技术是分子生物学研究中常用的技术之一,它包括DNA片段的定向克隆、质粒构建、DNA序列分析等。
通过基因克隆技术,研究人员可以将感兴趣的基因或DNA片段放入适当的载体中,进行进一步的研究和应用。
2. 蛋白质分离和纯化技术,蛋白质是生物体内重要的功能分子,其结构和功能的研究对于理解生物学过程至关重要。
蛋白质分离和纯化技术包括凝胶电泳、亲和层析、离子交换层析等方法,可以将混合的蛋白质样品分离并得到纯净的蛋白质。
3. 核酸分离和检测技术,核酸是生物体内的遗传物质,包括DNA和RNA。
核酸分离和检测技术包括DNA/RNA提取、聚合酶链式反应(PCR)、原位杂交等方法,可以用于检测和分析生物体内的核酸序列。
4. 基因组学和转录组学技术,基因组学和转录组学技术是对生物体内所有基因组和转录组的研究,包括全基因组测序、RNA测序、ChIP-seq等方法,可以帮助研究人员全面了解生物体内基因的组成和表达模式。
5. 蛋白质-核酸相互作用技术,蛋白质和核酸之间的相互作用对于细胞内的生物学过程至关重要。
蛋白质-核酸相互作用技术包括免疫共沉淀、荧光共聚焦、电泳迁移变性等方法,可以帮助研究人员研究蛋白质和核酸之间的相互作用。
以上是分子生物学实验技术的一些分类,这些技术的不断发展和创新为生物学研究提供了强大的工具,也推动了生物医学领域的进步。
在未来,随着技术的不断进步,分子生物学实验技术将继续发挥重要作用,为人类健康和生命科学研究带来更多的突破和进展。
分子生物学实验技术
第一篇:PCR技术
PCR(聚合酶链反应)是一种基于体外体内 DNA 复制的技术。
PCR 技术广泛应用于分子生物学、生物医学研究、医学诊断、生物技术等领域。
在 PCR 中,核酸模板、引物、聚合酶和反应缓冲液是必不可少的组成部分。
PCR 引物是在特定位置的 DNA 片段,用于诱导聚合酶模板 DNA 的扩增。
聚合酶通过催化模板 DNA 在 DNA 引物的引导下合成相应的 DNA 片段,产生大量的重复 DNA 片段。
PCR 是一种快速、高效、灵敏的 DNA 分析技术,可以对非常小的样本进行扩增。
PCR 的操作流程如下:
1.取得合适的 DNA 样品。
2.准备 PCR 反应体系,包括 PCR 反应缓冲液、聚合酶、DNA 模板和引物。
3.用 PCR 机进行程序设定和反应。
4.检查 PCR 反应产物,包括 PCR 产物的带型和验证PCR 产物的特异性和纯度等。
PCR 的应用
1.DNA 序列鉴定以及 DNA 序列变异检测。
2.基因表达分析、基因定量、等位基因分析等基因功能研究操作。
3.分子诊断,可以根据染色体、基因、蛋白质等材料进行分析。
4.农业和畜牧业生物工程的研究。
优点:
PCR 反应时间逐渐缩短,灵敏度高,重现性好,稳定性强。
PCR 技术可以在非常小范围内进行 DNA 分析,并可以处理复杂的实验体系。
缺点:
PCR 技术还有一些局限性,比如需要合理设计引物,需要准确的温度控制,需要恰当的试剂,且对样品的纯度和净化度有严格的要求。
分子生物学实验第一篇:PCR技术在分子生物学中的应用PCR(聚合酶链式反应)是分子生物学中一项广泛应用的技术,被用于DNA的扩增和检测。
PCR技术已经成为了分子生物学和生物医学研究的基础技术之一。
PCR技术被广泛的应用于遗传学、人类学、医学研究、植物学和动物学研究等各领域。
PCR技术的基本原理是:通过提取DNA,将DNA特异性引物与模板DNA相结合,利用热稳定DNA聚合酶和四种脱氧核苷酸为反应体系提供能量,使其在一定条件下循环扩增目标DNA片段。
通过PCR扩增后的DNA片段可以进行进一步的分析和检测。
PCR技术的扩增具有明显的优势,可同时扩增不同长度的DNA片段,扩增时间短,扩增的精度和重复性高,且所需的样本量小。
PCR技术在分子诊断、基因组学和分子系统学等领域的应用不断扩展和深化。
随着PCR技术的不断发展,PCR在分子生物学研究中的应用越来越广泛,成为分子生物学研究的重要工具。
第二篇:RNA干扰技术在分子生物学中的应用RNA干扰(RNAi)是分子生物学中一种重要的现象,其中小分子RNA片段通过RNAi途径参与靶基因的沉默和调节。
RNAi技术是人类基因功能研究中最具前途的一种技术之一。
RNA干扰技术的基本原理是通过利用RNAi分子的特异性配对功能,引导RNAi分子与靶基因mRNA相结合,导致mRNA的降解和翻译的抑制,实现对基因表达的调控。
RNA干扰技术在分子生物学研究中有广泛的应用,如:功能基因的筛选、基因表达调节、基因功能验证等。
RNA干扰技术具有多种优点,如高效性、特异性强、节约时间、资源和成本等方面的优势,逐步成为生命科学研究中的重要工具。
在研究过程中,RNA干扰技术常用于寻找分子病理学中新的治疗靶点,鉴定靶点基因和靶点蛋白,为新药物的开发和临床治疗提供了重要的理论和实验基础。
第三篇:基因克隆技术在分子生物学中的应用基因克隆技术始于20世纪70年代,是指将DNA分子导入到载体中,使其在细胞中进行表达的过程。
分子生物学常用实验技术第一章质粒DNA的分离、纯化和鉴定第二章 DNA酶切及凝胶电泳第三章大肠杆菌感受态细胞的制备和转化第四章 RNA的提取和cDNA合成第五章重组质粒的连接、转化及筛选第六章基因组DNA的提取第七章 RFLP和RAPD技术第八章聚合酶链式反应(PCR)扩增和扩增产物克隆第九章分子杂交技术第十章测序技术第一章质粒DNA的分离、纯化和鉴定第一节概述把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术,送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工具叫载体(Vector)。
细菌质粒是重组DNA技术中常用的载体。
质粒(Plasmid)是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1-200kb不等,为双链、闭环的DNA分子,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。
质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中,它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。
质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质,如离开宿主细胞则不能存活,而宿主即使没有它们也可以正常存活。
质粒的存在使宿主具有一些额外的特性,如对抗生素的抗性等。
F质粒(又称F因子或性质粒)、R质粒(抗药性因子)和Col质粒(产大肠杆菌素因子)等都是常见的天然质粒。
质粒在细胞内的复制一般有两种类型:紧密控制型(Stringent control)和松驰控制型(Relaxed control)。
前者只在细胞周期的一定阶段进行复制,当染色体不复制时,它也不能复制,通常每个细胞内只含有1个或几个质粒分子,如F因子。
后者的质粒在整个细胞周期中随时可以复制,在每个细胞中有许多拷贝,一般在20个以上,如Col E1质粒。
在使用蛋白质合成抑制剂-氯霉素时,细胞内蛋白质合成、染色体DNA复制和细胞分裂均受到抑制,紧密型质粒复制停止,而松驰型质粒继续复制,质粒拷贝数可由原来20多个扩增至1000-3000个,此时质粒DNA占总DNA的含量可由原来的2%增加至40-50%。
分子生物学实验技术使用指南背景随着生物科技的飞速发展,分子生物学实验技术变得日益重要。
无论是基础研究还是应用研究,分子生物学实验技术都扮演着关键角色。
本文将深入探讨几种常用的分子生物学实验技术,并提供使用指南。
1. DNA提取技术DNA提取是分子生物学实验中的第一步。
合理高效的DNA提取可以确保后续实验的顺利进行。
常用的DNA提取方法包括Phenol/Chloroform法、Qiagen柱法等。
对于不同的样品类型,选择合适的方法非常关键。
例如,对于植物样品,除了常规提取方法外,还可以使用植物基因组DNA提取试剂盒进行快速提取。
2. PCR技术PCR(聚合酶链式反应)是分子生物学实验中的常用技术。
它使得我们能够在实验室中迅速扩增DNA片段。
在PCR过程中,引物的设计非常重要。
合理严谨的引物设计能够提高扩增效率,并避免非特异扩增。
此外,选择适当的扩增条件和酶的浓度也是成功PCR实验的关键。
3. 限制性内切酶消化限制性内切酶消化可以用于DNA片段的切割和鉴定。
合理选择适合的限制酶是至关重要的。
在消化反应中,反应的时间和温度是需要特别注意的因素。
此外,对于限制性内切酶的消化产物的鉴定,可以使用琼脂糖凝胶电泳或PCR扩增来进行。
4. 基因克隆技术基因克隆是分子生物学实验中常用的技术手段。
在基因克隆过程中,选择合适的酶切位点和载体是至关重要的。
克隆之前,需要仔细设计引物以扩增目标基因。
成功克隆后,还需要验证所克隆基因的准确性。
这可以通过测序和进一步的功能检测来完成。
5. 蛋白质免疫印迹技术蛋白质免疫印迹技术是研究蛋白质表达和相互作用的重要技术。
在进行免疫印迹实验前,需要制备合适的细胞裂解液来提取蛋白质。
之后,需要将蛋白质样品进行分离,并转移到膜上。
此外,合适的抗体选择和浓度优化也对实验结果有重要影响。
6. 基因组测序技术基因组测序是分子生物学研究中不可或缺的技术。
高通量测序技术的发展使得基因组测序变得更加快速和准确。
分子生物学常用实验技术操作方法目录一、感受态细菌制备 (2)二、质粒转化 (2)三、质粒提取 (2)四、质粒转染 (3)五、siRNA转染 (3)六、免疫印迹分析WB (3)七、BCA蛋白定量 (4)八、细胞总mRNA提取 (4)九、Real-time quantitative PCR 检测mRNA 的表达 (5)十、免疫沉淀 (5)十一、MTT法检测细胞增殖 (6)十二、细胞克隆实验 (6)一、感受态细菌制备取冻存Top 10 菌液冰上解冻,无菌吸取50 µl至4 ml LB培养基中,放于摇床200 rpm,37 ℃培养过夜。
次日无菌吸取约40 µl菌液重新接种到4 ml LB培养基中,继续孵育1 ~ 2 小时。
将菌液分装转移至无菌2 ml离心管中,冰上放置10 ~ 15 分钟,4 ℃,3,000 × g 离心5 分钟收集菌体。
弃去上清,用1 ml 预冷的100 mM CaCl2轻轻重悬细菌,冰上放置30 分钟,4 ℃,3,000 × g 离心5 分钟收集细菌。
弃去上清,加入100 µl 预冷的100 mM CaCl2轻重悬细菌,存于4 ℃,在12 ~ 24 小时内使用;或加入灭菌的甘油,使其终浓度为15 %(v/v),保存于- 80 ℃。
二、质粒转化取10 µl 上述连接产物与50 µl感受态细菌混合,冰上放置30 分钟,后放入42 ℃水浴中热激90秒,迅速取出放至冰上冷却2分钟,加入500 µl LB 培养基,摇床200 rpm,37 ℃培养1 小时使细菌复苏。
6,000 rpm 离心5分钟,弃去上清,用100 µl LB 培养基重悬细菌沉淀,用接种棒将菌液均匀涂抹在含有氨苄青霉素的固体培养基上,在超净台中晾干,放在37 ℃培养箱中过夜培养。
第二天可挑取单菌落接种于4 ml LB 培养基中过夜培养,送样测序或加入终浓度为20 %的甘油冻存于- 80 ℃三、质粒提取取- 80 ℃冻存的菌液50 µl 或挑取培养皿中的单菌落接种于 4 ml 含有青霉素的LB培养基中培养8小时,接着扩增至50 ml 过夜培养。
分子生物学实验分子生物学实验I. 实验概述分子生物学是生物学的一个重要分支,主要研究生物分子的结构、功能及其在生命过程中的作用。
在现代生命科学研究中,分子生物学技术的应用越来越广泛,包括基因克隆、基因表达、蛋白质结构、信号转导等多个方面。
本实验将介绍几种基本的分子生物学实验操作,包括DNA的提取、PCR扩增、电泳检测和蛋白质的SDS-PAGE分析,旨在提高学生对分子生物学基础知识和实验技能的掌握。
II. 实验材料及设备1. 细菌培养基、磷酸盐缓冲液、EDTA、裂解液等试剂;2. 离心管、洗涤管、PCR管、电泳槽等设备;3. 离心机、PCR仪、电泳仪等设备。
III. 实验步骤1. DNA的提取(1) 收集细胞收集需要提取DNA的细胞,如细菌、白细胞等。
将细胞转移到1.5mL离心管中。
(2) 细胞裂解加入200μl裂解液,轻轻摇晃离心管,使细胞充分裂解。
离心管可置于65°C水浴中处理10分钟,使DNA完全裂解。
(3) DNA提取加入500μl磷酸盐缓冲液和10μl EDTA,混匀后离心5分钟。
取上清液转移至新的离心管中,加入等体积的异丙醇,并轻轻倒置,使DNA在异丙醇界面上结团。
放置室温下10分钟,使用洗涤管将DNA结团转移到另一离心管中。
加入70%乙醇溶液洗涤2-3次,最后去除乙醇,用无菌水溶解DNA。
2. PCR扩增(1) 设计引物、制备PCR反应液按照所需扩增的DNA序列设计引物,制备PCR反应液,包括所需模板DNA、引物、Taq聚合酶、MgCl2等。
(2) PCR条件将PCR反应管放置PCR仪中,经过若干个循环,达到最终PCR产物的扩增。
PCR条件通常应选择对应引物特异性、Tm温度适中,并根据Taq聚合酶的活性和反应体系的最适条件优化所得。
常用的PCR条件为95℃预变性5min,94℃变性30s,Tm温度退火30s,72℃延伸1min,循环30-35次,最后72℃加延伸10min。
植物分子生物学的研究对象和实验技术方法植物分子生物学是研究植物在分子水平上的生物学规律的科学领域。
通过分析植物的遗传物质、基因表达和代谢途径等,可以深入了解植物的生命过程,揭示植物与环境的互作关系,以及探索植物在抗病、抗虫和适应恶劣环境等方面的潜力。
本文将介绍植物分子生物学的研究对象以及常用的实验技术方法。
一、植物分子生物学的研究对象1. DNA(脱氧核糖核酸)DNA是组成植物遗传物质的分子,携带着植物的遗传信息。
研究DNA可以帮助人们了解植物的遗传特征、遗传变异和遗传传递机制等。
比如,通过测序整个植物基因组的DNA,可以揭示植物的基因组结构和功能注释,进而推动植物基因组学的发展。
2. RNA(核糖核酸)RNA是DNA的转录产物,不仅可以传递遗传信息,还参与植物的蛋白质合成。
研究RNA可以揭示植物的基因表达机制、基因调控网络以及非编码RNA等。
常见的RNA研究包括转录组学、函数性基因组学、小RNA研究等。
3. 蛋白质蛋白质是植物生命过程中的重要分子机器,参与植物的代谢、信号传导和细胞结构等方面。
研究蛋白质可以揭示植物的蛋白质互作网络和功能调控机制等。
常见的蛋白质研究技术包括质谱分析、蛋白质组学、蛋白质互作研究等。
4. 代谢产物代谢产物是植物基因表达和代谢途径的终产物,可以反映植物在不同生理状态下的变化。
研究代谢产物可以揭示植物的代谢途径和代谢调控等。
常见的代谢物研究包括代谢组学和药物组学等。
二、植物分子生物学的实验技术方法1. PCR(聚合酶链式反应)PCR是一种基于DNA扩增原理的技术,可以在短时间内扩增特定DNA片段。
它被广泛应用于植物基因克隆、遗传多样性分析和基因表达分析等。
PCR技术具有高效、灵敏和可靠的特点。
2. 基因克隆基因克隆是指将感兴趣的基因从DNA中分离并插入到载体中,然后再将载体导入植物细胞,实现外源基因的表达。
常见的基因克隆技术包括限制性内切酶切割、DNA连接和质粒构建等。
化学生物学的实验技术化学生物学是一门融合了化学和生物学知识的交叉学科,通过研究生物体内化学反应的规律性和机制,揭示生物现象背后的化学过程。
在化学生物学研究中,实验技术是至关重要的工具。
本文将介绍化学生物学领域常用的实验技术,包括分子生物学实验技术、生物化学实验技术和细胞生物学实验技术。
一、分子生物学实验技术1. PCR技术PCR(Polymerase Chain Reaction)是一种在体外复制DNA片段的技术。
通过PCR技术,可以快速扩增DNA序列,用于基因克隆、DNA测序、基因变异分析等领域。
PCR技术是分子生物学实验中常用的方法之一。
2. 基因克隆技术基因克隆是将DNA片段插入载体DNA中,并在细胞中复制的过程。
通过基因克隆技术,科研人员可以研究基因的功能、调控机制以及相关疾病的发生机制。
3. 基因编辑技术基因编辑技术是指通过特定的工具,如CRISPR/Cas9系统,对目标基因进行精准编辑。
这项技术在分子生物学研究和基因治疗领域有着广泛的应用。
二、生物化学实验技术1. 蛋白质纯化技术蛋白质纯化是生物化学实验中的重要环节,通过不同的分离方法,如柱层析、电泳等,可以获得高纯度的蛋白质样品,用于研究蛋白质的结构和功能。
2. 激酶活性测定技术激酶是生物体内的一类重要酶类,参与调控细胞信号传导。
通过测定激酶的活性,可以了解其在细胞信号通路中的功能和作用机制,为药物研发和疾病治疗提供依据。
三、细胞生物学实验技术1. 细胞培养技术细胞培养是细胞生物学的基础实验技术之一,通过在细胞培养基中培养细胞系,可以进行各种细胞学实验,如细胞增殖、细胞凋亡等研究。
2. 免疫荧光染色技术免疫荧光染色技术是在细胞或组织中标记特定蛋白质或细胞器的方法,通过荧光显微镜观察,可以了解细胞内蛋白的定位和表达水平,为细胞功能研究提供依据。
综上所述,化学生物学的实验技术覆盖了分子生物学、生物化学和细胞生物学等多个学科领域,这些实验技术的发展与应用推动了化学生物学的研究进展,为新药研发、疾病治疗和生命科学领域的发展做出重要贡献。
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。
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 (5)实验四水平式琼脂糖凝胶电泳法检测DNA (6)实验五质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定 (8)实验六植物基因组DNA提取、酶切及电泳分析 (9)实验七聚合酶链反应(PCR)技术体外扩增DNA (10)实验八RNA提取与纯化 (12)实验九RT-PCR扩增目的基因cDNA (15)实验十质粒载体和外源DNA的连接反应 (17)实验十一感受态细胞的制备及转化 (18)实验十二克隆的筛选和快速鉴定 (20)实验十三DNA分析——Southern杂交 (22)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。
分子生物学常用实验技术第一章质粒 DNA 的分离、纯化和鉴定第二章 DNA酶切及凝胶电泳第三章大肠杆菌感受态细胞的制备和转化第四章 RNA的提取和 cDNA 合成第五章重组质粒的连接、转化及筛选第六章基因组 DNA 的提取第七章 RFLP和 RAPD 技术第八章聚合酶链式反应 (PCR扩增和扩增产物克隆第九章分子杂交技术第十章测序技术第一章质粒 DNA 的分离、纯化和鉴定第一节概述把一个有用的目的 DNA 片段通过重组 DNA 技术 , 送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工具叫载体 (Vector。
细菌质粒是重组 DNA 技术中常用的载体。
质粒 (Plasmid是一种染色体外的稳定遗传因子 , 大小从 1-200kb 不等 , 为双链、闭环的 DNA 分子 , 并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。
质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中,它具有自主复制和转录能力 , 能在子代细胞中保持恒定的拷贝数 , 并表达所携带的遗传信息。
质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质,如离开宿主细胞则不能存活 , 而宿主即使没有它们也可以正常存活。
质粒的存在使宿主具有一些额外的特性 , 如对抗生素的抗性等。
F 质粒 (又称F 因子或性质粒、 R 质粒 (抗药性因子和 Col 质粒 (产大肠杆菌素因子等都是常见的天然质粒。
质粒在细胞内的复制一般有两种类型 :紧密控制型 (Stringent control和松驰控制型 (Relaxed control 。
前者只在细胞周期的一定阶段进行复制 , 当染色体不复制时 , 它也不能复制 , 通常每个细胞内只含有 1个或几个质粒分子 , 如 F 因子。
后者的质粒在整个细胞周期中随时可以复制 , 在每个细胞中有许多拷贝 , 一般在 20个以上 , 如 Col E1质粒。
在使用蛋白质合成抑制剂 -氯霉素时 , 细胞内蛋白质合成、染色体 DNA 复制和细胞分裂均受到抑制 , 紧密型质粒复制停止 , 而松驰型质粒继续复制 , 质粒拷贝数可由原来 20多个扩增至 1000-3000个 , 此时质粒 DNA 占总DNA 的含量可由原来的 2%增加至 40-50%。
利用同一复制系统的不同质粒不能在同一宿主细胞中共同存在 , 当两种质粒同时导入同一细胞时 , 它们在复制及随后分配到子细胞的过程中彼此竞争 , 在一些细胞中 , 一种质粒占优势 , 而在另一些细胞中另一种质粒却占上风。
当细胞生长几代后 , 占少数的质粒将会丢失 , 因而在细胞后代中只有两种质粒的一种,这种现象称质粒的不相容性 (Incompatibility。
但利用不同复制系统的质粒则可以稳定地共存于同一宿主细胞中。
质粒通常含有编码某些酶的基因 , 其表型包括对抗生素的抗性 , 产生某些抗生素 , 降解复杂有机物 , 产生大肠杆菌素和肠毒素及某些限制性内切酶与修饰酶等。
质粒载体是在天然质粒的基础上为适应实验室操作而进行人工构建的。
与天然质粒相比 , 质粒载体通常带有一个或一个以上的选择性标记基因 (如抗生素抗性基因和一个人工合成的含有多个限制性内切酶识别位点的多克隆位点序列 , 并去掉了大部分非必需序列 , 使分子量尽可能减少 , 以便于基因工程操作。
大多质粒载体带有一些多用途的辅助序列 , 这些用途包括通过组织化学方法肉眼鉴定重组克隆、产生用于序列测定的单链 DNA 、体外转录外源 DNA 序列、鉴定片段的插入方向、外源基因的大量表达等。
一个理想的克隆载体大致应有下列一些特性:(1 分子量小、多拷贝、松驰控制型; (2 具有多种常用的限制性内切酶的单切点; (3能插入较大的外源 DNA 片段; (4具有容易操作的检测表型。
常用的质粒载体大小一般在 1kb 至 10kb 之间, 如 PBR322、 PUC 系列、 PGEM 系列和 pBluescript (简称 pBS 等。
从细菌中分离质粒 DNA 的方法都包括 3个基本步骤 :培养细菌使质粒扩增; 收集和裂解细胞 ; 分离和纯化质粒 DNA 。
采用溶菌酶可以破坏菌体细胞壁 , 十二烷基磺酸钠 (SDS和 Triton X-100可使细胞膜裂解。
经溶菌酶和 SDS 或 Triton X-100处理后 , 细菌染色体 DNA 会缠绕附着在细胞碎片上 , 同时由于细菌染色体 DNA 比质粒大得多 , 易受机械力和核酸酶等的作用而被切断成不同大小的线性片段。
当用强热或酸、碱处理时,细菌的线性染色体 DNA 变性 , 而共价闭合环状DNA(Covalently closed circular DNA ,简称 cccDNA 的两条链不会相互分开,当外界条件恢复正常时,线状染色体 DNA 片段难以复性 , 而是与变性的蛋白质和细胞碎片缠绕在一起 , 而质粒 DNA 双链又恢复原状 , 重新形成天然的超螺旋分子 , 并以溶解状态存在于液相中。
在细菌细胞内 , 共价闭环质粒以超螺旋形式存在。
在提取质粒过程中,除了超螺旋 DNA 外,还会产生其它形式的质粒 DNA 。
如果质粒 DNA 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 , 形成松驰型的环状分子 , 称开环 DNA(Open circular DNA, 简称 ocDNA;如果质粒 DNA 的两条链在同一处断裂 , 则形成线状 DNA(Linear DNA。
当提取的质粒 DNA 电泳时 , 同一质粒 DNA 其超螺旋形式的泳动速度要比开环和线状分子的泳动速度快。
第二节材料、设备及试剂一、材料含 pBS 的E. coli DH5α或 JM 系列菌株, 1.5ml 塑料离心管 (又称 eppendorf 管 , 离心管架。
二、设备微量取液器(20μl,200μl,1000μl , 台式高速离心机,恒温振荡摇床, 高压蒸汽消毒器 (灭菌锅 , 涡旋振荡器, 电泳仪,琼脂糖平板电泳装置和恒温水浴锅等。
三、试剂1、 LB液体培养基 (Luria-Bertani :称取蛋白胨 (Tryptone10 g, 酵母提取物(Yeast extract 5 g, NaCl 10 g,溶于 800ml 去离子水中,用 NaOH 调 pH 至 7.5, 加去离子水至总体积 1升 , 高压下蒸气灭菌 20分钟。
2、 LB 固体培养基:液体培养基中每升加 12g 琼脂粉 , 高压灭菌。
3、氨苄青霉素 (Ampicillin, Amp母液:配成 50mg/ml水溶液 , -20℃保存备用。
4、溶菌酶溶液:用 10mmol/L Tris・ Cl(pH8.0溶液配制成 10mg/ml,并分装成小份 (如 1.5ml 保存于 -20℃ , 每一小份一经使用后便予丢弃。
5、 3mol/l NaAc (pH5.2: 50ml水中溶解 40.81g NaAc・ 3H2 O,用冰醋酸调 pH 至 5.2, 加水定容至 100ml, 分装后高压灭菌 , 储存于 4℃冰箱。
6、溶液Ⅰ:50 mmol/L 葡萄糖, 25 mmol/L Tris.Cl (pH8.0, 10mmol/L EDTA (pH8.0。
溶液Ⅰ可成批配制 , 每瓶 100ml, 高压灭菌 15分钟 , 储存于 4℃冰箱。
7、溶液Ⅱ:0.2 mol/L NaOH (临用前用 10mol/L NaOH母液稀释 , 1% SDS。
8、溶液Ⅲ: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。
9、 RNA 酶 A 母液:将 RNA 酶 A 溶于 10mmol/L Tris・ Cl(pH7.5, 15mmol/L NaCl中 , 配成 10mg/ml的溶液 , 于 100℃加热 15分钟 , 使混有的 DNA 酶失活。
冷却后用 1.5ml eppendorf管分装成小份保存于 -20℃。
10、饱和酚:市售酚中含有醌等氧化物 , 这些产物可引起磷酸二酯键的断裂及导致 RNA 和 DNA 的交联 , 应在 160℃用冷凝管进行重蒸。
重蒸酚加入 0.1%的 8-羟基喹啉 (作为抗氧化剂 , 并用等体积的 0.5mol/L Tris・ Cl (pH8.0和 0.1mol/L Tris ・ Cl(pH8.0缓冲液反复抽提使之饱和并使其 pH 值达到 7.6以上 , 因为酸性条件下DNA 会分配于有机相。
11、氯仿 :按氯仿 :异戊醇=24:1体积比加入异戊醇。
氯仿可使蛋白变性并有助于液相与有机相的分开 , 异戊醇则可起消除抽提过程中出现的泡沫。
按体积 /体积=1:1混合上述饱和酚与氯仿即得酚 /氯仿 (1:1。
酚和氯仿均有很强的腐蚀性,操作时应戴手套。
12、 TE缓冲液:10 mmo/L Tris・ Cl (pH8.0, 1 mmol/L EDTA (pH8.0。
高压灭菌后储存于 4℃冰箱中。
13、 STET :0.1 mol/L NaCl, 10mmol/L Tris・ Cl(pH8.0, 10 mmol/L EDTA (pH8.0, 5% Triton X-100。
14、 STE :0.1mol/L NaCl, 10mmol/L Tris・ Cl(pH8.0, 1mmol/L EDTA (pH8.0。
15、电泳所用试剂:(1 TBE 缓冲液 (5× :称取 Tris 54g , 硼酸 27.5g , 并加入 0.5M EDTA (pH8.0 20ml,定溶至 1000ml 。
(2上样缓冲液 (6× :0.25% 溴酚蓝, 40% (w/v 蔗糖水溶液。
第三节操作步骤一、细菌的培养和收集将含有质粒 pBS 的DH5α菌种接种在 LB 固体培养基 (含50μg/ml Amp中 , 37℃培养 12-24小时。
用无菌牙签挑取单菌落接种到 5ml LB液体培养基 (含50μg/ml Amp中 ,37℃振荡培养约 12小时至对数生长后期。
二、质粒 DNA 少量快速提取质粒 DNA 小量提取法对于从大量转化子中制备少量部分纯化的质粒 DNA 十分有用。
这些方法共同特点是简便、快速,能同时处理大量试样 , 所得 DNA 有一定纯度 , 可满足限制酶切割、电泳分析的需要。
(一、煮沸法1、将 1.5ml 培养液倒入 eppendorf 管中 ,4℃下 12000g离心 30秒。
2、弃上清,将管倒置于卫生纸上几分钟,使液体流尽。
3、将菌体沉淀悬浮于 120ml STET溶液中 , 涡旋混匀。
4、加入 10ml 新配制的溶菌酶溶液 (10mg/ml, 涡旋振荡 3秒钟。
5、将 eppendorf 管放入沸水浴中 ,50秒后立即取出。