实验一质粒DNA的提取及检测

实验一质粒DNA的提取及检测演示文稿当前第1页\共有30页\编于星期三\22点质粒（plasmid）是染色体外小型（1-200kb）的共价、闭合、环状的双链DNA分子（cccDNA），能自主复制并能稳定遗传的遗传因子。常常编码一些对宿主有利的酶的基因，这些基因的表型包括抗生素抗性、产生抗生素、限制酶、修饰酶等质粒的复制：严紧型复制（1~n个）松弛型复制（20个以上）当前第2页\共有30页\编于星期三\22点常用的质粒载体是通过DNA重组技术构建而成的。pUC18,pUC19当前第3页\共有30页\编于星期三\22点质粒提取的思路质粒的特性：共价、闭合、环状的小分子量DNA要去除的物质：蛋白基因组DNA脂类及小分子杂质RNA当前第4页\共有30页\编于星期三\22点第一部分质粒DNA的提取当前第5页\共有30页\编于星期三\22点一．目的了解提取质粒的原理。学习和掌握质粒提取的方法和技术。细菌的生长和质粒的扩增菌体的收集裂解及质粒DNA的分离质粒DNA的纯化当前第6页\共有30页\编于星期三\22点二．原理碱变性法提取主要是利用共价闭合环状质粒与线性染色质在拓扑学上的差异：在碱性环境中，线性的大分子量细菌染色体DNA变性，而共价闭环质粒DNA仍为自然状态；将pH调至中性并有高浓度盐存在的条件下，染色体DNA之间交联形成不溶性网状结构，大部分DNA和蛋白质在去污剂SDS的作用下形成沉淀，而质粒DNA仍为可溶状态。通过离心可除去大部分细胞碎片、染色体DNA、RNA及蛋白质，质粒DNA尚在上清中，再用酚氯仿抽提进一步纯化质粒DNA（可省略）。当前第7页\共有30页\编于星期三\22点☆原理示意图返回目录

返回原理当前第8页\共有30页\编于星期三\22点三、实验仪器、材料与试剂

（一）仪器：恒温摇床、台式离心机、高压灭菌锅（二）材料：含pUC18（或其他）质粒的大肠杆菌、（三）试剂： LB培养基（液体、固体）

溶液I

溶液II

溶液III

TE(pH8.0)当前第9页\共有30页\编于星期三\22点溶液I50mmol/L葡萄糖/1mg/mL溶菌酶25mmol/LTris·Cl(pH8.0)10mmol/LEDTA(pH8.0)在10lbf/in2(6.895×104Pa)高压下蒸汽灭菌15分钟，保存于4℃。

作用：裂解细胞，鳌合金属离子使金属酶失活当前第10页\共有30页\编于星期三\22点溶液II0.2mol/LNaOH(从5mol/L贮存液中现用稀释)1%SDS作用：细胞壁肽聚糖在碱性下水解，核酸和蛋白质变性。当前第11页\共有30页\编于星期三\22点溶液III5mol/L乙酸钾 60ml冰乙酸 11.5ml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。作用：酸性条件下质粒DNA复性，变性蛋白-SDS＋线性DNA沉淀，K＋可中和DNA当前第12页\共有30页\编于星期三\22点TE(pH8.0)10mmol/LTris·Cl(pH8.0)

1mmol/LEDTA(pH8.0)RNA酶（降解RNA）作用：稳定ＤＮＡ

当前第13页\共有30页\编于星期三\22点特点：小量质粒制备、最简便、快捷应用：质粒酶切鉴定、克隆（粗提）测序、转染（细提）质粒提取试剂盒常用方法：小量碱裂解法满足不同需要的试剂盒纯化原理：离子交换柱层析等小量制备质粒kit大量制备质粒kit去除内毒素制备质粒kit可用于大部分分生实验当前第14页\共有30页\编于星期三\22点

四、实验步骤接含pUC18(或pET21a)质粒的单菌落于3mlLBAmp+液体培养基中370C，190rpm振荡培养过夜取1.5ml菌液入1.5ml的离心管中6000rpm、离心2min，弃上清，收集菌体100uL溶液I悬浮菌体（充分振荡），室温10min加入200uL溶液II（轻轻混匀），冰上静置5min裂解菌体当前第15页\共有30页\编于星期三\22点加入150uL溶液III（轻轻混匀），冰上静置15min质粒DNA复性12000rpm，离心15min，取上清记录体积到一新管上清加等体积的酚：氯仿（振荡混匀）12000rpm，离心15min，取上清记录体积到一新管当前第16页\共有30页\编于星期三\22点上清加2倍体积的无水乙醇（充分混匀），冰浴30min12000rpm，离心15min沉淀用75%乙醇1mL洗涤两次（轻弹混匀、离心）12000rpm，离心10min晾干沉淀沉淀用20ulTE溶解沉淀法当前第17页\共有30页\编于星期三\22点吸附管用BL500ul平衡取上清加入吸附管5000rpm离心5min加PW漂洗液500ul，放置2min10000rpm离心5min，晾干加30ulTE，10000rpm离心5min（收集到干净的EP管中）吸附法当前第18页\共有30页\编于星期三\22点第二部分琼脂糖凝胶电泳当前第19页\共有30页\编于星期三\22点

相关知识电泳：泳动速度决定于？琼脂糖凝胶天然琼脂（Agar）是一种多聚糖，主要由琼脂糖（Agarose，约占80％）及琼脂胶（Agaropectin）组成。琼脂糖是由半乳糖及其衍生物构成的中性物质，不带电荷。而琼脂胶是一种含硫酸根和羧基的强酸性多糖，由于这些基团带有电荷，在电场作用下能产生较强的电渗现象，加之硫酸根可与某些蛋白质作用而影响电泳速度及分离效果。琼脂糖透明无紫外吸收，因此，目前多用琼脂糖为电泳支持物进行平板电泳。当前第20页\共有30页\编于星期三\22点琼脂糖凝胶浓度与线性DNA分辨范围

当前第21页\共有30页\编于星期三\22点核酸构型与琼脂糖凝胶电泳分离的关系

不同构型DNA的移动速度依次为：共价闭环超螺旋DNA（cccDNA）＞直线DNA（LDNA，2条链发生断裂）＞开环的双链环状DNA（ocDNA，1条链发生断裂）。

当前第22页\共有30页\编于星期三\22点影响迁移率的因素DNA分子的大小、琼脂糖凝胶的浓度、DNA的构象、所加电压（一般5V/cm）、电场方向、嵌入染料的存在、电泳缓冲液的组成等。当前第23页\共有30页\编于星期三\22点一、实验目的

通过本实验学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术。当前第24页\共有30页\编于星期三\22点二、实验原理

DNA在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子筛效应。核酸为两性分子，在pH3.5时，整个分子带正电,pH8左右时，碱基几乎不解离，整个分子带负电。在碱性环境下，相同碱基数量的双链DNA几乎具有等量的净负电荷，能以同样的速度向正极方向移动。具有不同的相对分子质量的DNA片段泳动速度不一样，可进行分离。DNA分子的迁移速度与相对分子质量的对数值成反比关系，可以近似用于估算分子的大小。可以分离相对分子质量相同，但构型不同的DNA分子。共价闭环超螺旋DNA（cccDNA）＞直线DNA（LDNA，2条链发生断裂）＞开环的双链环状DNA（ocDNA，1条链发生断裂）。

当前第25页\共有30页\编于星期三\22点质粒的电泳质粒DNA的3种形式泳动速度:超螺旋>线性>开环

质粒DNA的存在形式有3种:1、共价闭环DNA:常以超螺旋形式存在2、开环DNA:质粒DNA两条链中有一条发生一处或多处断裂，因此可以自由旋转从而消除张力,形成松弛的环状分子

3、线性DNA:因质粒DNA的两条链在同一处断裂而造成.开环超螺旋线性当前第26页\共有30页\编于星期三\22点三、仪器、材料与试剂

（一）仪器：稳流稳压电泳仪（二）材料1.自已提取的质粒DNA2.相对分子质量标准品（三）试剂1．5×TBE储液(pH8.0)使用时稀释10倍，成1×TBE。2．凝胶加样缓冲液（loadingbuffer）3.1%琼脂糖4.10mg/ml溴化乙锭溶液（EB），4℃保存。用时稀释成

5ug/ml的EB。当前第27页\共有30页\编于星期三\22点四．操作步骤琼脂糖（1%）凝胶电泳称取一定量琼脂糖凝胶，按1g中100ml的量加入电泳缓冲液，微波炉中加热约2min，使琼脂糖溶解；溶液冷至60℃，加入EB至终浓度为0.5µg/ml，混匀，注意戴手套操作；将琼脂糖倒入电泳板中，使凝胶厚度约为，迅速插上梳子，检查有无气泡；待凝胶完全凝固后（约30min），小心取出梳子，将凝胶板置于电泳槽中，加入电泳buffer，让液面高出胶面1mm；在DNA样品（20ul）中加入6×loadingbuffer（4ul），混匀后用移液枪将样品加入样品孔中电泳，电压100V；根据指示剂的位置，判断是否终止电泳;在紫外灯下／凝胶成像仪上观察电泳结果。当前第28页\共有30页\编于