碱裂解法提取质粒:原理和注意事项
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实验一、碱裂解法提取质粒DNA及检测一、实验目的与原理简介实验背景:质粒DNA的提取是基因工程操作中常用的基本技术。
质粒作为载体应具备下列四个特点:①有足够的容纳目的基因的幅度,并且对于携带的目的基因能够借助载体的复制和调控系统得到忠实的复制与增殖。
②在非必要的DNA克隆区有多种限制性核酸内切酶的单一识别位点,易于基因片段与载体的连接、重组与筛选。
③与宿主细胞有相同一个或多个遗传表型(如抗药性、营养缺陷型或显色表型反应等)。
④拷贝数多,易于宿主细胞的DNA分开,便于分离提纯。
分离质粒DNA的方法包括三个基本步骤:培养细胞使质粒扩增;收集和裂解细菌;分离和纯化质粒DNA.实验原理:碱裂解法质粒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的.在强碱性pH时,染色体线性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,调节pH值至中性时,变性的质粒DNA又恢复到原来的构型,而染色体DNA不能复性纠缠形成网状结构,经过离心,染色体DNA与不稳定的大分子RNA、蛋白质-SDS复合物等一直沉淀下来而被除去。
实验目的:提取基因工程中运载基因的载体,掌握最常用的提取质粒DNA的方法。
二.实验试剂1,SolⅠ100ml: 1M Tris-HCL(pH8.0)2。
5ml,0.5M EDTA 2ml, DDW 91ml, 20%葡萄糖4。
5ml( 葡萄糖单独灭,灭完后加入Sol I中),高压灭菌,4°保存.2,SolⅡ100ml:(新鲜配制,常温使用)10% SDS 50ml, 2M NaOH 50ml.使用前将两种溶液混合。
3,SolⅢ 500ml:KAc 147g, HAc57。
5ml,加300mlDDW搅拌,定容至500ml。
高压灭菌,4°保存。
4,70%乙醇无菌水DDW5,苯酚/氯仿/异戊醇(25:24:1)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。
碱裂解法提取质粒原理和注意事项碱裂解法是一种用于提取质粒的常用方法,通过在碱性条件下使细菌细胞裂解,进而释放出质粒。
碱裂解法的原理是利用质粒与细菌细胞核酸的不同碱溶解性,使质粒保留在溶液中,而细菌细胞核酸被沉淀下来。
本文将详细介绍碱裂解法的原理和注意事项。
碱裂解法的原理:1.细菌细胞的预处理:首先,将含有质粒的细菌菌落接种到LB(琼脂)培养基中,经过适当时长的培养,使细菌菌落扩大到较大体积。
2.收获细菌细胞:将培养基中的细菌细胞收获下来,一般通过离心方法将菌液沉淀。
3.细菌细胞裂解:将细菌细胞沉淀后,将其重悬到高浓度的碱溶液中,使细菌细胞在碱性条件下裂解。
4.分离核酸:碱条件下,质粒DNA和线粒体DNA往往会溶于溶液中,而细菌细胞的染色体DNA不溶于溶液中,并随着碱度增加逐渐沉淀。
通过快速离心,将细菌细胞染色体DNA沉淀,而质粒DNA留在上清液中。
5.提取质粒:将上清液取出,通过乙醇沉淀方法使质粒DNA沉淀下来,通过离心收获质粒,即可得到纯化后的质粒DNA。
注意事项:1.使用无菌操作:为保证实验的准确性和重复性,实验过程中必须严格遵守无菌操作的要求。
例如,使用无菌器皿和无菌操作工具,避免细菌污染。
2.注意细菌菌落的培养条件和时长:细菌菌落的培养条件和时长会对实验结果产生影响。
培养条件应符合细菌所需的培养基成分和培养温度,时长应确保细菌菌落予以充足的生长和扩大。
3.使用高浓度的碱溶液:为充分裂解细菌细胞,需要使用高浓度的碱溶液,通常为pH12的溶液。
4.快速离心:由于细菌细胞裂解后的溶液中可能含有许多细菌细胞碎片和核酸碎片,为避免这些碎片沉淀到上清液中,需要进行快速离心,在最短时间内将质粒DNA沉淀下来。
5.质粒的纯化:通过乙醇沉淀方法提取质粒时,需要仔细控制乙醇的用量和沉淀时间,以避免损失待提取的质粒DNA。
总结:碱裂解法是提取质粒DNA的常用方法之一,其原理是利用质粒DNA与细菌细胞染色体DNA在碱性条件下的不同溶解性,通过沉淀法分离出质粒DNA。
碱裂解法抽提质粒原理碱裂解法从大肠杆菌制备质粒是分子生物学研究的常规技术,以下碱裂解法制备质粒的原理。
碱法质粒抽提用到三种溶液,溶液I:50 mM葡萄糖、25 mM Tris-Cl 、10 mM EDTA,pH 8.0;溶液II:0.2 N NaOH、1% SDS;溶液III :3 M 醋酸钾、2 M 醋酸。
1、溶液I的作用对于任何生物化学反应,首先要控制好溶液的pH,因此选用适当浓度和适当pH值的Tris-Cl溶液。
加入的葡萄糖可以使悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管子底部。
EDTA是Ca2+和Mg2+等二价金属离子的螯合剂,可以抑制DNase的活性和微生物生长。
此步骤菌体一定要悬浮均匀,不能有结块,否则会降低抽提得率。
2、溶液II的作用NaOH是最佳的溶解细胞的试剂,不管是大肠杆菌还是哺乳动物细胞,碰到了碱后几乎在瞬间就会溶解,这是由于细胞膜发生了从bilayer (双层膜)结构向micelle(微囊)结构的相变化所导致。
SDS也呈碱性,但如果只用SDS,达不到彻底溶解细胞的作用,加入SDS主要为下一步做铺垫。
这一步操作要注意两点:第一,时间不能过长,因为在这样的碱性条件下基因组DNA片断会慢慢断裂;第二,必须温柔混合,不然基因组DNA也会断裂。
3、溶液III的作用SDS在高盐浓度下发生沉淀,同时SDS能与蛋白质结合,平均两个氨基酸上结合一个SDS分子,所以沉淀也将溶液中的大部分蛋白质沉淀下来。
溶液中的K+置换了SDS中的Na+而形成了不溶性的PDS,高浓度的盐使沉淀更完全。
同时,由于基因组DNA很长,容易被PDS共沉淀。
2 M的醋酸可以中和NaOH,因为长时间的碱性条件会打断DNA。
基因组DNA一旦发生断裂,小于100 kb的片断,就不容易与PDS共沉淀。
所以碱处理的时间要短,而且不得激烈振荡,否则最后得到的质粒上会有大量的基因组DNA污染。
这一步操作混合均匀后在冰上放置,可以使PDS沉淀更充分。
碱裂解法提质粒原理详解碱裂解法是一种常用的提取质粒的方法。
它利用高碱性溶液对细菌的细胞壁和膜进行破坏,释放出细胞内的质粒。
下面将详细介绍碱裂解法的原理及其步骤。
碱裂解法的原理基于细菌细胞壁和膜对碱性条件的敏感性,而质粒较为稳定,可以在高碱性溶液中存活。
在碱性条件下,细菌的细胞壁和膜会发生严重的破坏,释放细胞内的质粒。
此外,高温和刺激性离子(如氢氧根离子)也可以增加细胞壁和膜的破坏效果。
碱裂解法的步骤如下:1.首先,从含有目标质粒的培养基中取得细菌菌落,将菌落转移到含有适当抗生素的培养基中进行培养。
这是为了确保获得含有目标质粒的细菌。
2.将培养好的细菌转移到含有高盐浓度的溶液中。
高盐浓度可以破坏细菌细胞壁的结构,促进质粒的释放。
3.加入碱性溶液,通常使用0.2MNaOH或0.1MNaOH。
高碱性条件可以破坏细菌细胞膜,释放质粒。
此外,高温还可以增加细胞壁和膜的破坏效果。
4.在碱性条件下,轻轻搅拌混合物,以促进细胞壁和膜的破坏,并使质粒更易于释放。
5. 加入中和缓冲液(例如Tris-HCl),以中和溶液的pH值。
这是为了避免碱性条件对质粒产生不利影响。
6.将混合物进行离心,以分离细胞碎片和质粒。
离心过程中,较大的碎片会沉淀在离心管底部,而质粒会悬浮在上层液体中。
7.将上层液体转移到新的离心管中,并进行再次离心。
这是为了进一步净化质粒,去除可能残留的细胞碎片。
8.倒掉上清液,并用含有合适抗生素的培养基再次进行培养。
这是为了筛选出仍然带有目标质粒的细菌。
总的来说,碱裂解法通过破坏细菌的细胞壁和膜,释放出细胞内的质粒。
该方法简单、快速,并且适用于大多数质粒的提取。
然而,需要注意的是,碱裂解法也会破坏部分目标蛋白质的结构,因此在选择提取方法时需要综合考虑。
质粒dna的碱法大量制备,实验报告大量制备质粒DNA方法SDS碱裂解法制备质粒DNA:大量制备用碱和SDS处理可以从大规模(500ml)的细菌培养物中分离质粒DNA,所获得的质粒则可通过柱层析或CsCl-溴化乙锭梯度离心进一步纯化:材料:缓冲液和溶液:碱裂解液I:50mmol/L 葡萄糖25mmol/L Tris-HCl (pH8.0)10mmol/L EDTA (pH8.0)(溶液I一次可配制100ml,在15psi[1.05kg/cm2]压力下蒸汽灭菌15min,保存于4摄氏度。
)碱裂解液II:0.2 N NaOH (从10N贮存液中现用稀释)1% (m/V)SDS(溶液II要现用现配,室温下使用)碱裂解液III:5mol/L 乙酸钾60ml冰乙酸11.5ml双蒸水(去离子水)28.5ml 所配成的溶液中钾的浓度为3mol/L,乙酸根的浓度为5mol/L。
保存于4摄氏度,用时置于冰浴中。
)另需:乙醇异丙醇STETE(pH8.0)溶菌酶(10mg/ml)现在开始实验:细胞的制备:1. 挑取转化细菌的单菌落,接种到30ml含适当抗生素的培养基中。
注:a. 试管的体积应该至少比细菌培养物的体积大4倍。
b. 试管不宜盖的太紧c. 应在剧烈振摇下温育2. 在适当的温度和摇速下培养菌液直至对数生长期晚期(OD600约为0.6)。
3. 在含500mlLB、YT或Terrific培养液(预热到37摄氏度)及适当抗生素的烧瓶(2L)中接种25ml对数生长期晚期的菌液,将此培养液在37摄氏度剧烈振摇(300r/min)培养约2.5小时。
注:最后菌液的OD600值应为0.4。
由于不同菌株的生长速度不同,可稍微延长或缩短培养时间,使最终的OD值为0.4。
4. 若质粒为低或中拷贝数的松弛型质粒,在培养液中添加2.5ml 浓度为34mg/ml的氯霉素,使其终浓度为170微克/ml。
注:对于高拷贝数的质粒不需要添加氯霉素。
第1篇一、实验目的1. 掌握碱裂解法提取细菌质粒的原理和操作步骤。
2. 了解质粒DNA在分子生物学研究中的应用。
3. 学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术。
二、实验原理质粒是细菌细胞内的一种小型、环状、双链DNA分子,独立于细菌染色体之外。
质粒携带的基因可以赋予细菌额外的生理代谢能力,如抗生素耐药性等。
碱裂解法是提取质粒DNA的常用方法,其原理如下:1. 在碱性条件下,蛋白质与DNA发生变性,质粒DNA与染色体DNA分开。
2. 加入盐溶液使pH值恢复至中性,质粒DNA迅速复性,而染色体DNA不易复性,形成网状结构。
3. 通过离心,将质粒DNA与蛋白质、染色体DNA等杂质分离。
三、实验材料与仪器1. 仪器:恒温摇床、台式离心机、微量移液器、紫外灯、凝胶成像系统、电泳仪、凝胶制备装置等。
2. 试剂:LB液体培养基、LB固体培养基、NaOH溶液、SDS溶液、KAc溶液、酚/氯仿/异戊醇溶液、无水乙醇、TE缓冲液、琼脂糖、DNA Marker、染色剂等。
3. 菌种:含质粒的大肠杆菌菌株。
四、实验步骤1. 菌液的制备:将含质粒的大肠杆菌菌株接种于LB液体培养基中,37℃振荡培养过夜。
2. 收集菌体:取适量培养液,4000r/min离心2min,收集菌体。
3. 菌体裂解:向菌体中加入NaOH和SDS溶液,65℃水浴10min,使蛋白质与DNA变性。
4. 质粒DNA的纯化:向裂解液中加入KAc溶液,混匀后4℃静置10min,使质粒DNA沉淀。
5. 离心:4000r/min离心10min,收集沉淀。
6. 洗涤:向沉淀中加入70%乙醇,混匀后4℃静置10min,再次离心,收集沉淀。
7. 干燥:将沉淀干燥至完全无水。
8. 溶解:向沉淀中加入适量TE缓冲液,溶解质粒DNA。
9. 琼脂糖凝胶电泳检测:取适量质粒DNA溶液,加入上样缓冲液,进行琼脂糖凝胶电泳检测。
五、实验结果与分析1. 琼脂糖凝胶电泳结果显示,质粒DNA在凝胶上呈现清晰的单一条带,表明质粒DNA已成功提取。
质粒dna的提取方法质粒DNA提取是分子生物学实验中非常常见的操作,用于从细菌中提取质粒DNA进行后续的实验分析。
下面我将介绍一种常用的质粒DNA提取方法——碱裂解法(alkaline lysis method),该方法简单、快速、成本低且适用于大规模提取。
实验原理:碱裂解法是利用碱性溶液来破坏细菌细胞壁和细胞膜,释放出其中的质粒DNA。
在碱性条件下,细菌细胞壁和细胞膜会被溶解,质粒DNA则在此过程中被保护在碱性溶液中。
接着,通过中和和沉淀步骤,可从碱性溶液中纯化出质粒DNA。
实验步骤:1. 首先,从含有目标质粒的细菌培养物中制备菌液。
将培养物转移到离心管中,以12000 rpm离心10分钟。
2. 弃去上清液,将菌体沉淀重悬于缓冲液中。
缓冲液的配制:用10 mM Tris-HCl缓冲溶液溶解10 mM EDTA(pH 8.0),并加入0.1 mg/mL的蛋白酶K。
3. 加入缓冲液至菌体重悬菌液中,混匀。
4. 加入等量的0.2 M NaOH-1% SDS(含SDS版本)或0.2 M NaOH-0.5% SDS (不含SDS版本),轻轻翻转混匀。
5. 在室温下孵育5-10分钟,将混合物中的碱裂解酶活化。
6. 加入等体积的3 M醋酸钠(pH 5.5)以中和混合物。
7. 在室温下孵育5-10分钟,使沉淀物凝结。
8. 离心上述混合物,12000 rpm,10分钟。
9. 弃去上清液,加入适量的75%乙醇洗涤沉淀。
10. 再次离心,弃去上清液。
11. 干燥质粒DNA沉淀,通常可以在室温下自然干燥,不要使用高温或吹风机等加热工具。
12. 使用适量的Tris-EDTA缓冲液(pH 8.0)溶解质粒DNA沉淀,以得到浓度适宜的质粒DNA溶液。
实验注意事项:1. 在实验操作过程中,尽量避免使用手部直接接触NaOH和SDS,以免引起刺激。
2. 防止质粒DNA受到外源DNA(例如基因组DNA)的污染,可在处理前使用DNase酶或RNase酶处理样品。
质粒DNA提取实验(SDS碱裂解法试剂盒法)原理步骤及注意事项实验方法原理碱裂解法是一种应用最为广泛的制备质粒DNA的方法,碱变性抽提质粒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值高达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/KAc高盐缓冲液去调节其pH值至中性时,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。
简明原理:碱裂解法是基于DNA的变性与复性差异而达到分离目的的。
碱性使质粒DNA变性,再将pH值调至中性使其复性,复性的为质粒DNA,而染色体DNA不会复性,缠结成网状物质,通过离心除去。
实验材料菌液试剂、试剂盒质粒抽提试剂盒RNase ABuffer S1Buffer S2Buffer S3Buffer W1Buffer W2 concentrateEluent仪器、耗材DNA 制备管离心管移液枪枪头枪头盒离心机实验步骤一、试剂盒组成、贮存、稳定性耗材:DNA 制备管,2 ml 离心管,1.5 ml 离心管。
RNase A:50 mg/ml,室温保存。
Buffer S1:细菌悬浮液。
加入RNase A 后,4°C 贮存。
Buffer S2:细菌裂解液,室温密闭贮存。
(若出现沉淀,应于37°C 温浴溶解并冷却至室温后再使用。
)Buffer S3:中和液,室温密闭贮存。
Buffer W1:洗涤液,室温密闭贮存。
Buffer W2 concentrate:去盐液。
使用前,根据瓶上数量加入乙醇,混合均匀,室温密闭贮存。
可用100%乙醇或95%乙醇。
Eluent:2.5 mM Tris-HCl,pH 8.5,室温密闭贮存。
碱裂解法提取质粒:原理和注意事项质粒提取之达人建议碱裂解法从大肠杆菌制备质粒,是从事分子生物学研究的实验室每天都要用的常规技术。
可是我收研究生十几年了,几乎毫无例外的是我那些给人感觉什么都知道的优秀学生却对碱法质粒抽提的原理知之甚少。
追其原因,我想大概是因为《分子克隆》里面只讲实验操作步骤,而没有对原理进行详细的论述。
这是导致我的学生误入歧途的主要原因。
后来我发现其实是整个中国的相关领域的研究生水平都差不多,甚至有很多“老师”也是这个状态。
这就不得不让人感到悲哀了。
我想这恐怕和我们的文化有点关系。
中国人崇尚读书,“学而优则仕”的观念深入人心。
经常听到的是父母对他们的独苗说,你只要专心读好书就可以了。
所以这读书的定义就是将教课书上的东西记住,考试的时候能拿高分……这就是现代科学没有在中国萌发的根本原因。
如果中国文化在这一点上不发生变化,那么科学是不能在中国真正扎根的,它只能蜕化成新的“八股学”。
生命科学是实验科学,它讲究动手。
如果实验科学只要看看书就可以了,那我想问有那位神仙看看书就会骑自行车了?或者听听体育老师的讲解就会滑冰了?可是光动手不思考,不就成了一个工匠?一个合格的生命科学研究者,需要在这两方面完善自己。
一个杰出的科学工作者,是一个熟知科学原理并善于应用的“艺术家”。
每个曾经用碱法抽提过质粒的同学,希望你看本文后能有所思考,让中国的未来有希望。
为了方便理解,这里罗列一下碱法质粒抽提用到三种溶液:溶液I,50 mM葡萄糖/ 25 mM Tris-Cl / 10 mM EDTA,pH 8.0;溶液II,0.2 N NaOH / 1% SDS;溶液III,3 M 醋酸钾/ 2 M 醋酸。
让我们先来看看溶液I的作用。
任何生物化学反应,首先要控制好溶液的pH,因此用适当浓度的和适当pH值的Tris-Cl溶液,是再自然不过的了。
那么50 mM葡萄糖是干什么的呢?说起来不可思议,加了葡萄糖后最大的好处只是悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管子的底部。
因此,如果溶液I中缺了葡萄糖其实对质粒的抽提本身而言,几乎没有任何影响。
所以说溶液I中葡萄糖是可缺的。
那么EDTA呢?大家知道EDTA是Ca2+和Mg2+等二价金属离子的螯合剂,配在分子生物学试剂中的主要作用是:抑制DNase的活性,和抑制微生物生长。
在溶液I中加入高达10 mM 的EDTA,无非就是要把大肠杆菌细胞中的所有二价金属离子都螯合掉。
如果不加EDTA,其实也没什么大不了的,只要不磨洋工,只要是在不太长的时间里完成质粒抽提,就不用怕DNA会迅速被降解,因为最终溶解质粒的TE缓冲液中有EDTA。
如果哪天你手上正好缺了溶液I,可不可以抽提质粒呢?实话告诉你,只要用等体积的水,或LB培养基来悬浮菌体就可以了。
有一点不能忘的是,菌体一定要悬浮均匀,不能有结块。
轮到溶液II了。
这是用新鲜的0.4 N的NaOH和2%的SDS等体积混合后使用的。
要新从浓NaOH稀释制备0.4N 的NaOH,无非是为了保证NaOH没有吸收空气中的CO2而减弱了碱性。
很多人不知道其实破细胞的主要是碱,而不是SDS,所以才叫碱法抽提。
事实上NaOH是最佳的溶解细胞的试剂,不管是大肠杆菌还是哺乳动物细胞,碰到了碱都会几乎在瞬间就溶解,这是由于细胞膜发生了从bilayer(双层膜)结构向micelle(微囊)结构的相变化所导致。
用了不新鲜的0.4 N NaOH,即便是有SDS也无法有效溶解大肠杆菌(不妨可以自己试一下),自然就难高效率抽提得到质粒。
如果只用SDS当然也能抽提得到少量质粒,因为SDS也是碱性的,只是弱了点而已。
很多人对NaOH的作用误以为是为了让基因组DNA变性,以便沉淀,这是由于没有正确理解一些书上的有关DNA 变性复性的描述所导致。
有人不禁要问,既然是NaOH 溶解的细胞,那为什么要加SDS呢?那是为下一步操作做的铺垫。
这一步要记住两点:第一,时间不能过长,千万不要这时候去接电话,因为在这样的碱性条件下基因组DNA片断会慢慢断裂;第二,必须温柔混合(象对待女孩子一样),不然基因组DNA也会断裂。
基因组DNA的断裂会带来麻烦,后面我再详细说明。
每个人都知道,溶液III加入后就会有大量的沉淀,但大部分人却不明白这沉淀的本质。
最容易产生的误解是,疑,往1%的SDS溶当SDS碰到酸性后发生的沉淀。
如果你这样怀液中加如2M的醋酸溶液看看就知道不是这么回事了。
大量沉淀的出现,显然与SDS的加入有关系。
如果在溶液II中不加SDS会怎样呢,也会有少量的沉淀,但量上要少得多,显然是盐析和酸变性沉淀出来的蛋白质。
既然SDS不是遇酸发生的沉淀,那会不会是遇盐发生的沉淀呢?在1%的SDS溶液中慢慢加入5 N的NaCl,你会发现SDS在高盐浓度下是会产生沉淀的。
因此高浓度的盐导致了SDS的沉淀。
但如果你加入的不是NaCl而是KCl,你会发现沉淀的量要多的多。
这其实是十二烷基硫酸钠(sodium dodecylsulfate)遇到钾离子后变成了十二烷基硫酸钾(potassium dodecylsulfate, PDS),而PDS是水不溶的,因此发生了沉淀。
如此看来,溶液III加入后的沉淀实际上是钾离子置换了SDS中的钠离子形成了不溶性的PDS,而高浓度的盐,使得沉淀更完全。
大家知道SDS专门喜欢和蛋白质结合,平均两个氨基酸上结合一个SDS分子,钾钠离子置换所产生的大量沉淀自然就将绝大部分蛋白质沉淀了,让人高兴的是大肠杆菌的基因组DNA也一起被共沉淀了。
这个过程不难想象,因为基因组DNA太长了,长长的DNA自然容易被PDS给共沉淀了,尽管SDS并不与DNA分子结合。
那么 2 M的醋酸又是为什么而加的呢?是为了中和NaOH,因为长时间的碱性条件会打断DNA,所以要中和之。
基因组DNA一旦发生断裂,只要是50-100 kb大小的片断,就没有办法再被PDS共沉淀了。
所以碱处理的时间要短,而且不得激烈振荡,不然最后得到的质粒上总会有大量的基因组DNA混入,琼脂糖电泳可以观察到一条浓浓的总DNA条带。
很多人误认为是溶液III加入后基因组DNA无法快速复性就被沉淀了,这是天大的误会,因为变性的也好复性的也好,DNA分子在中性溶液中都是溶解的。
NaOH本来是为了溶解细胞而用的,DNA分子的变性其实是个副产物,与它是不是沉淀下来其实没有关系。
溶液III加入并混合均匀后在冰上放置,目的是为了PDS沉淀更充分一点。
不要以为PDS沉淀的形成就能将所有的蛋白质沉淀了,其实还有很多蛋白质不能被沉淀,因此要用酚/氯仿/异戊醇进行抽提,然后进行酒精沉淀才能得到质量稳定的质粒DNA,不然时间一长就会因为混入的DNase而发生降解。
这里用25/24/1的酚/氯仿/异戊醇是有很多道理的,这里做个全面的介绍。
酚(Phenol)对蛋白质的变性作用远大于氯仿,按道理应该用酚来最大程度将蛋白质抽提掉,但是水饱和酚的比重略比水重,碰到高浓度的盐溶液(比如4M的异硫氰酸胍),离心后酚相会跑到上层,不利于含质粒的水相的回收;但加入氯仿后可以增加比重,使得酚/氯仿始终在下层,方便水相的回收;还有一点,酚与水有很大的互溶性,如果单独用酚抽提后会有大量的酚溶解到水相中,而酚会抑制很多酶反应(比如限制性酶切反应),因此如果单独用酚抽提后一定要用氯仿抽提一次将水相中的酚去除,而用酚/氯仿的混合液进行抽提,跑到水相中的酚则少得多,微量的酚在乙醇沉淀时就会被除干净而不必担心酶切等反应不能正常进行。
至于异戊醇的添加,其作用主要是为了让离心后上下层的界面更加清晰,也方便了水相的回收。
已经提出过许多方法用于从细菌中提纯质粒DNA,这些方法都含有以下3个步骤:(一)细菌培养物的生长从琼脂平板上挑取一个单菌落,接种到培养物中(有含有行当抗生素的液体培养基中生长),然后从中纯化质粒,质粒的提纯几乎总是如此。
现在使用的许多质粒载体(如pUC系列)都能复制到很高的拷贝数,惟致只要将培养物放在标准LB 培养基中生长到对数晚期,就可以大量提纯质粒。
此时,不必造反性地扩增质粒DNA。
然而,较长一代的载体(如pBR322)由于不能如此自由地复制,所以需要在得到部分生长的细菌培养物中加入氯霉素继续培养若干小时,以便对质粒进行性扩增。
氯霉素可抑制宿主的蛋白质合成,结果阻止了细菌染色体的复制,然而,松弛型质粒仍可继续复制,在若干小时内,其拷贝数持续递增。
这样,像pBR322-类的质粒,从经氯霉素处理和未经处理的培养物中提取质粒的产量迥然不同,前者大为增高。
多年来,加入足以完全抑制蛋白质合成的氯霉素μg/ml)已成为标准的操作、用该方法提取的质粒DNA量,对于分子克隆中几乎所有想象到的工作任务。
(二)细菌的收获和裂解细菌的收获可通过离心来进行,而细菌的裂解则可以采用多种方法中的任意一种,这些方法包括用非离子型或离子型去污剂、有机溶剂或碱进行处理及用加热处理等。
选择哪一种方法取决于3个因素:质粒的大小、小肠杆菌菌株及裂解后用于纯化质粒DNA的技术。
尽管针对质粒和宿主的每一种组合分别提出精确的裂解条件不切实际,但仍可据下述一般准则来选择适当方法,以取得满意的结果。
1)大质粒(大于15kb)容易受损,故应采用漫和裂解法从细胞中释放出来。
将细菌悬于蔗糖等渗溶液中,然后用溶菌酶和EDTA进生处理,破坏细胞壁和细胞外膜,再加入SDS一类去污剂溶解球形体。
这种方法最大限度地减小了从具有正压的细菌内部把质粒释放出来所需要的作用力。
2)可用更剧烈的方法来分离小质粒。
在加入EDTA后,有时还在加入溶菌酶后让细菌暴露于去污剂,通过煮沸或碱处理使之裂解。
这些处理可破坏碱基配对,故可使宿主的线状染色体DNA变性,但闭环质粒DNA链由于处于拓扑缠绕状态而不能彼此分开。
当条件恢复正常时,质粒DNA链迅速得到准确配置,重新形成完全天然的超螺旋分子。
3)一些大肠杆菌菌株(如HB101的一些变种衍生株) 用去污剂或加热裂解时可释放相对大量的糖类,当随后用氯化铯-溴化乙锭梯度平衡离心进行质粒纯化时它们会惹出麻烦。
糖类会在梯度中紧靠超螺旋质粒DNA所占位置形成一致密的、模糊的区带。
因此很难避免质粒DNA内污染有糖类,而糖类可抑制多种限制酶的活性。
故从诸如HB101和TG1等大肠杆菌蓖株中大量制备质粒时,不宜使用煮沸法。
4)当从表达内切核酸酶A的大肠杆菌菌株(endA+株,如HB101) 中小量制备质粒时,建议不使用煮沸法。
因为煮沸不能完全灭活内切核酸酶A,以后在温育(如用限制酶消化)时,质粒DNA会被降解。
但如果通过一个附加步骤(用酚:氯仿进行抽提)可以避免此问题。
5)目前这一代质粒的拷贝数都非常高,以致于不需要用氯霉素进行选择性扩增就可获得高产。
然而,某些工作者沿用氯霉素并不是要增加质粒DNA的产量,而是要降低细菌细胞在用于大量制备的溶液中所占体积。