碱裂解法提取质粒DNA

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碱裂解法提取质粒DNA

细菌质粒 是一类双链、闭环的 DNA,大小范围从1kb~200kb 以上不等。存在于细胞之中,独立于细胞染色体之外的自主复制的遗传成分。

 

碱裂解法 是一种应用最为广泛的制备质粒 DNA 的一种方法,它利用染色体 DNA 与质粒 DNA 的变性与复性的差异来达到分离的目的。其基本原理为:当菌体在 NaOHSDS溶液中(PH12.6)裂解时,染色体 DNA 的氢键断裂,双螺旋结构解开而变性,质粒 DNA 的氢键也大部分断裂,双螺旋也有部分解开,但共价闭合环状结构的两条互补连不会完全打开,当加入 KAcPH4.8)中和后,质粒DNA 分子能够迅速复性,成溶解状态,离心时留在上清中,蛋白质与染色体 DNA 难于复性而成絮状,离心时可与细胞碎片一起沉淀下来。

 

试剂:

1.溶液 I:   50mmol/L 葡萄糖 (使悬浮的大肠杆菌不会快速沉积到底部,其次调节渗透压)

         
25 mmol/L Tris.HCl (PH8.0)  (
缓冲体系)

          10 mmol/L EDTA PH8.0(Ca离子、Mg离子等二价阳离子的螯合剂,抑制DNase

活性)

 

2.溶液 II: 使用前临时配制

 0.2 mmol/L NaOH  (溶解细胞)

         
1% SDS         
(使细胞膜崩解)

    与此同时,提高溶液PH,使染色体DNA、蛋白质及质粒均变性。

  

3.溶液III100mL

 5mol/LKAc 
60mL   (Na
K 置换成十二烷基磺酸钾 PDSPDS 结合蛋白质沉淀,同时牵连染色体发生沉淀)  

          冰醋酸      11.5 mL(中和NaOH,长时间的碱性条件会打断DNA,所以要中和。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)

         
ddH2O     28.5 mL  

注意:

   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。要新从浓NaOH 稀释制备 0.2MNaOH,无非是为了保证 NaOH 没有吸收空气中的 CO2 而减弱了碱性。

 

溶液 II 处理这一步要记住两点: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。基因组 DNA 的断裂会带来麻烦。

 

溶液 III 加入后的沉淀实际上是钾离子置换了 SDS 中的纳离子形成了不溶性的 PDS,而高浓度的盐,使得沉淀更完全。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,其次大肠杆菌的基因组 DNA 也一起被共沉淀了,因为基因组 DNA 太长了,长长的 DNA 自然容易被 PDS 给合共沉淀了,尽管 SDS 并不与 DNA 分子结合。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。

 

PDS沉淀的形成不能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。

 

操作步骤:

1.      挑取 LB 培养基上生长的单菌落,接种于 3.0mLAmpLB 液体培养基中,37℃,250rmp震荡培养 12~16 小时。

2.      1.5mL 细菌培养液于灭菌 EP 管中,4℃,6000rmp离心10min,弃上清,使液体尽量控干。

3.      将沉淀悬于 250μl 溶液 I 中,室温静置2min

4.      加入 250μl 溶液II,颠倒混匀,不要剧烈震荡,常温静置5min

5.      加入 250μl 预冷的溶液III,颠倒混匀,置于冰上放置10min

6.      4℃,14000rpm,离心 10min,将上清转入新的灭菌EP 管中。

7.      加入等体积的酚 / 氯仿 / 异戊醇,震荡混匀5min

8.      4℃,14000rpm,离心 10min,小心吸出上层水相,转移另一干净EP 管中。

9.      加入 1 倍体积的异丙醇,混匀后冰上静置20min

10.   4℃,14000rpm,离心 10min, 弃上清,加入 0.5mL 70% 乙醇洗涤 DNA 沉淀。(不要把沉淀弄碎)

11.   10000rmp,离心2min,弃上清。将沉淀在室温下晾干。

12.   将沉淀于 20μlTE(含RNase)中,37℃保温0.5~1h-20℃保存。

正文完
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