核酸提取方法的研究进展

酵母核糖核酸的提取及测定酵母核糖核酸的提取及测定⼀、实验背景及⽬的核糖核酸(RNA)和它的降解物核苷酸、核苷及其衍⽣物在⽣物化学、医药、⾷品添加剂、农业等领域有着⼴泛的应⽤。

⽐如能够促进作物的⽣长，在⽔稻、⼩麦、柑橘及多种蔬菜⽣产中应⽤，取得了明显的增产效果。

像鸟苷酸(GMP)和肌苷酸(IMP)还是强⼒助鲜剂，胞苷酸(CMP)和尿苷酸(UMP)可作为⽣产治疗癌症、肝炎及冠⼼病等药物的原料。

⽽利⽤微⽣物资源提取氨基酸、核苷酸等⽣物⼩分⼦，具有成本低、⾮化学合成、⽆毒、⽆害的特点。

[1] 随着啤酒等发酵⾏业的快速发展，产⽣了相应的⼤量发酵副产物，如何利⽤这些副产物，既做到不污染环境，还能产⽣良好的经济效益，⼀直是研究的热点。

⽽啤酒废酵母中RNA 含量达6%~8%，是⽣产RNA的较好原料，此外，抽提后的菌体蛋⽩质(占⼲菌体的50%)还具有很⾼的利⽤价值。

所以利⽤啤酒废酵母⽣产RNA形成了⾮常有益的产业链。

[2] 本实验⽬的就是学习从酵母中提取RNA的⽅法并掌握其测定⼿段。

⼆、实验原理微⽣物是⼯.业上⼤量⽣产核酸的原料，其中以酵母最为理想，酵母核酸中主要是RMA (2.67~10.0%)，DNA很少(0.03~0.516%)，菌体容易收集，RMA也易于分离。

RMA提制过程是先使RNA从细胞中释放，并使它和蛋⽩质分离，然后将菌体除去，再根据RNA等电点在pH2. 0~2.5的特点，将体系pH调⾄其等电点，使之沉淀，进⾏离⼼收集。

提取RNA的⽅法很多，在⼯业⽣产上常⽤的是稀碱法和浓盐法。

稀碱法利⽤碱使细菌细胞壁⽔解，使RNA释放出来，浓盐法是在加热条件下，利⽤⾼浓度的盐改变细胞膜的通透性，使RNA释放出来，RNA 钠盐易溶于⽔，在含盐的菌体溶液中，RVA 有较⾼的溶解度。

⼆者均通过控制温度使蛋⽩质变性沉淀，通过离⼼将RNA及蛋⽩质和酵母菌体分离，进⽽在等电点沉淀RNA，从⽽达到提取⽬的。

本实验采⽤浓盐法(10% NaCl),是⾷品医药卫⽣领域制备RNA 制剂的经典⽅案。

提取植物和动物的核酸DNA和RNA是生物学研究中的重要步骤，它们可以帮助科学家们更深入地了解生物的遗传信息和基因表达。

本文将介绍植物和动物核酸DNA和RNA的提取方法，让读者对这一过程有一个清晰的认识。

一、植物核酸DNA提取方法1. 细胞破碎：需要将植物组织破碎，以释放细胞内的DNA。

这可以通过磨粉或切碎的方法来实现。

2. 细胞裂解：接下来，使用裂解缓冲液来裂解细胞膜和细胞壁，释放DNA分子。

裂解缓冲液的配方可以根据不同植物的特性进行调整。

3. 蛋白质沉淀：通过向裂解液中加入溴化苯酚等物质，可以沉淀掉大部分蛋白质，使得DNA分子得以分离。

4. 乙醇沉淀：将裂解液中的DNA用乙醇沉淀，这样可以将DNA分子从溶液中提取出来。

5. 溶解和纯化：将沉淀的DNA分子溶解在适当的缓冲液中，并进行进一步的纯化和浓缩处理，得到纯净的DNA溶液。

二、植物核酸RNA提取方法1. 细胞破碎：与DNA提取类似，首先需要将植物组织破碎，以释放细胞内的RNA。

2. 细胞裂解：使用特制的裂解缓冲液来裂解细胞膜和细胞壁，释放RNA分子。

不同植物组织的RNA特性可能有所不同，需要根据具体情况进行优化。

3. 蛋白酶处理：加入蛋白酶来降解蛋白质，使RNA得以更好地纯化。

4. 酚-氯仿提取：利用酚-氯仿混合液可以有效地将RNA从裂解液中提取出来，与DNA提取类似。

5. 洗涤和纯化：对得到的RNA进行洗涤和纯化处理，得到纯净的RNA溶液。

三、动物核酸DNA提取方法1. 组织裂解：将动物组织进行细胞破碎，释放细胞内的DNA。

2. 细胞裂解：使用特制的裂解缓冲液来裂解细胞膜，释放DNA分子。

对于硬质组织，可能需要较强的裂解条件。

3. 蛋白酶处理：加入蛋白酶来降解蛋白质，使DNA得以更好地纯化。

4. 酚-氯仿提取：利用酚-氯仿混合液可以有效地将DNA从裂解液中提取出来，与植物DNA提取类似。

5. 溶解和纯化：对得到的DNA进行溶解和纯化处理，得到纯净的DNA溶液。

一、实验目的1. 掌握核酸提取、纯化的基本原理和操作方法。

2. 了解紫外分光光度法测定核酸含量的原理和方法。

3. 学会使用核酸纯化试剂盒和分光光度计。

二、实验原理核酸是生物体内重要的生物大分子，包括DNA和RNA。

DNA主要存在于细胞核中，而RNA则主要存在于细胞质中。

核酸提取、纯化是研究核酸结构、功能的基础。

1. 核酸提取：利用细胞壁和细胞膜的破坏，将核酸从细胞内释放出来。

2. 核酸纯化：通过去除杂质，提高核酸的纯度。

3. 核酸定量测定：利用紫外分光光度法，根据核酸的吸光度与浓度的关系，计算核酸的浓度。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：大肠杆菌、Tris-HCl缓冲液、NaCl溶液、SDS溶液、酚/氯仿/异戊醇混合液、乙醇、无水乙醇、DNA/RNA提取试剂盒、核酸纯化柱等。

2. 实验仪器：高速离心机、分光光度计、移液器、漩涡混合器、PCR仪等。

四、实验步骤1. 核酸提取（1）将大肠杆菌接种于LB培养基中，37℃培养过夜。

（2）取适量菌液，加入Tris-HCl缓冲液和NaCl溶液，混匀。

（3）加入SDS溶液，混匀。

（4）加入酚/氯仿/异戊醇混合液，剧烈振荡，静置。

（5）取上层水相，加入等体积的氯仿/异戊醇混合液，剧烈振荡，静置。

（6）取上层水相，加入2倍体积的无水乙醇，混匀，静置。

（7）离心，弃上清液，用70%乙醇洗涤沉淀，干燥。

2. 核酸纯化（1）将干燥的核酸沉淀溶于适量TE缓冲液中。

（2）将溶液加入核酸纯化柱中，用TE缓冲液洗柱。

（3）用适量无水乙醇洗柱，收集洗脱液。

3. 核酸定量测定（1）取适量核酸溶液，用紫外分光光度计测定其在260nm和280nm处的吸光度。

（2）根据核酸的摩尔吸光系数（A260=50μM^-1·cm^-1），计算核酸的浓度。

五、实验结果与分析1. 核酸提取实验成功提取了大肠杆菌的核酸，且纯度较高。

2. 核酸纯化实验成功纯化了核酸，且纯度较高。

3. 核酸定量测定实验测定了核酸的浓度，结果如下：A260 = 0.6A280 = 0.5核酸浓度= 0.3 μg/μL六、实验结论1. 实验成功提取、纯化了大肠杆菌的核酸。

核酸提取原理及的方法核酸提取是生物学研究中常用的一项操作技术，用于从生物样本中提取出纯度较高的核酸物质，以供进一步的分析和实验使用。

核酸提取的原理是将细胞膜破裂，使得核酸释放到溶液中，然后通过几种方法去除蛋白质、其他杂质和溶液中的酶，最后将纯的核酸物质从溶液中沉淀出来。

核酸提取的方法有很多种，下面将介绍常用的几种方法。

1. 酚/氯仿法（Phenol/Chloroform Extraction）：这是最常用的核酸提取方法之一、首先将细胞样本加入到含有酚和氯仿的溶液中，酚能溶解脂质，破坏细胞膜；然后离心使其分为两相，上层为水相，下层为有机相。

水相中含有核酸和水溶性杂质，有机相中含有脂质和非水溶性杂质。

将上层水相取出，通过分子筛或盐的作用去除水相中的酚、蛋白质等杂质，最后通过异丙醇沉淀法将核酸沉淀下来。

2. 硅胶柱层析法（Silica Column Chromatography）：这是一种常用的纯化核酸的方法。

首先将细胞样本经过裂解步骤释放核酸，然后将裂解液加入硅胶柱中，硅胶能够吸附核酸。

通过洗涤和洗脱的步骤去除杂质，最后将纯度较高的核酸溶液从硅胶柱中洗脱出来。

3. 盐沉淀法（Salt Precipitation）：这是一种简单快速的核酸提取方法。

首先将细胞样本经过裂解步骤释放核酸，然后加入盐溶液（如氯化钠），通过高盐浓度的作用沉淀核酸。

通过离心将核酸沉淀下来，去除杂质。

最后通过加入适当的溶剂将核酸溶解出来。

4. 柱层析法（Column Chromatography）：这是一种基于分子大小差异的核酸提取方法。

首先将细胞样本经过裂解步骤释放核酸，然后将裂解液加入到一个具有分子层次的柱中。

根据核酸的大小和形状差异，通过洗涤和洗脱的步骤将目标核酸从其他杂质中分离出来。

除了以上介绍的几种方法，还有磁珠萃取法、酵素消化法等核酸提取方法。

这些方法各有优缺点，可以根据实验的需要选择适合的方法。

需要注意的是，在进行核酸提取过程中，应当避免核酸样本的污染，一些常见的措施包括使用丙酮等剂去除有机物和酶，使用无菌工具和试剂，以及进行负控实验等。

核酸的发展历程1869年Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核质”。

1869年，24岁的瑞士医生米歇尔F.Miescher从脓细胞中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，因存在于细胞核中而将它命名为"核质"(nuclein)。

但核酸(nucleic acids)这一名词在Miescher发现"核质"20年后才被正式启用，当时已能提取不含蛋白质的核酸制品。

早期的研究仅将核酸看成是细胞中的一般化学成分，没有人注意到它在生物体内有什么功能这样的重要问题。

1889年Altmamn提取得到不含蛋白质的核酸。

1924年Feulgen发现核酸中戊糖有两种，即核糖与脱氧核糖。

1944年Avery等人证实DNA是遗传物质。

1944年，美国细菌学家艾弗里Avery等为了寻找导致细菌转化的原因，他们发现从S型肺炎球菌中提取的DNA与R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌转化为S型菌，且转化率与DNA纯度呈正相关，若将DNA预先用DNA酶降解，转化就不发生。

结论是:S型菌的DNA 将其遗传特性传给了R型菌，DNA就是遗传物质。

从此核酸是遗传物质的重要地位才被确立，人们把对遗传物质的注意力从蛋白质移到了核酸上。

1953年Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构。

核酸研究中划时代的工作是Watson和Crick于1953年创立的DNA 双螺旋结构模型。

模型的提出建立在对DNA下列三方面认识的基础上:1.核酸化学研究中所获得的DNA化学组成及结构单元的知识，特别是Chargaff于1950~1953年发现的DNA化学组成的新事实;DNA中四种碱基的比例关系为A/T=G/C=1。

2.X线衍射技术对DNA结晶的研究中所获得的一些原子结构的最新参数。

3.遗传学研究所积累的有关遗传信息的生物学属性的知识。

综合这三方面的知识所创立的DNA双螺旋结构模型，不仅阐明了DNA分子的结构特征，而且提出了DNA作为执行生物遗传功能的分子，从亲代到子代的DNA复制(replication)过程中，遗传信息的传递方式及高度保真性。

实验四 肝组织中核酸的提取和鉴定【目的】验证核酸的三大组成成分。

熟悉组织中核酸的提取与鉴定的基本操作方法。

【原理】动物组织细胞中的核糖核酸（RNA ）与脱氧核糖核酸（DNA ）大部分与蛋白质结合而形成核蛋白。

被三氯醋酸沉淀的核蛋白，先用95%的乙醇加热去除附着在沉淀上的脂类杂质，再用1.7mol/L NaCl 溶液提取出核酸的钠盐，然后加入乙醇即可使核酸钠盐沉淀析出。

RNA 与DNA 均可被硫酸水解产生磷酸、含氮碱基(嘌呤与嘧啶)及戊糖（RNA 为核糖，DNA 为脱氧核糖）。

此三类物质分别可按照下述原理鉴定。

1.磷酸 磷酸与钼酸铵试剂作用生成黄色磷钼酸，磷钼酸中的钼在有还原剂（硫酸亚铁）存在时可被还原成蓝色的钼蓝。

根据此呈色反应即可鉴定磷酸的存在。

2.嘌呤碱 根据嘌呤碱能与硝酸银产生灰褐色的絮状嘌呤银化合物而鉴定。

3.戊糖 根据核糖经浓盐酸或浓硫酸作用则生成糠醛，后者能与3，5二羟甲苯缩合而形成绿色化合物而鉴定。

CHOC H C H C H CH 2OHOH OH OH OCHOOH CH 3COCH 3OCH 3OH-H 2O核糖3，5-二羟甲苯糠醛绿色化合物脱氧核糖在浓酸中生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，它和二苯胺作用生成蓝色化合物。

CHO C H C H C CH 2OHH H O -H 2O脱氧核糖蓝色化合物CHO C H C H C H CH 2OHH OH OH ω-羟基-γ-酮基戊醛【器材】剪刀、镊子、玻棒、滤纸、试管、试管架、蒸发皿、匀浆器、离心机、沸水浴箱。

【试剂 1.生理盐水。

2. 0.12 mol/L三氯醋酸溶液。

3. 95% 乙醇。

4. 10% NaCl溶液NaCl 10g溶于蒸馏水中，加至100ml。

5. 0.92 mol/L H2SO4取浓H2SO4（比重1.84，含量98%）5ml加入蒸馏水中，加水至100ml 。

6. 钼酸铵试剂钼酸铵3g，溶于70ml蒸馏水中，逐渐加入浓 H2SO4 14ml ，冷却后再加至100ml，混匀备用。