一、原理
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。质粒在细胞内的复制一般有两种类型:紧密控制型和松弛控制型(高拷贝)。
从细菌分离质粒DNA的方法都包含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,十二烷基磺酸纳(SDS)可使细胞膜裂解。经溶菌酶和SDS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的两条链不会分开,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。
二、实验试剂
SDS 溶菌酶 酚 氯仿 无水乙醇 葡萄糖 EDTA 乙酸钾 NaOH Tris碱等
三、操作步骤
(一)细菌培养和收集
将含有质粒的Ecoli菌种接种在LB固体培养基(含50 μg/ml Amp)中,37oC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 oC振荡培养约12小时至对数生长后期。
(二)质粒DNA的少量快速提取(碱法)
1.取1.5ml培养液倒入1.5ml eppendorf管中, 4 oC下12000g 离心30s,弃上清,倒置片刻,使液体流尽。
2.菌体沉淀重悬于100μl溶液Ⅰ中,剧烈振荡使菌体充分重悬,加入新配制的溶液Ⅱ200μl,盖紧管口,立即将离心管缓慢颠倒数次直到溶液变清亮,冰浴5min。
3.加入150μl预冷的溶液Ⅲ,盖紧管口,缓缓颠倒离心管数次直到白色沉淀充分形成,冰浴5min,离心5分钟
4.上清液移入干净eppendorf管中,加入等体积的酚/氯仿(1 :1),震荡混匀,4 oC下12000g离心5分钟。
5.将水相移入干净eppendorf管中,加入2倍体积的无水乙醇,震荡混匀后置于-20 oC冰箱中20分钟,然后4oC下12000g离心5分钟。
6.弃上清液,将管口敞开倒置于卫生纸上,使所有液体流出,加入1ml 70%乙醇液沉淀一次,4 oC下12000g离心5~10分钟。
7.吸除上清液,将管倒置于卫生纸上使液体流尽,真空干燥10分钟或室温干燥。
8.将沉淀溶于20μl TE缓冲液(pH8.0,含20μg/ml RNaseA)中,储于-20oC冰箱中。
【注意】
提取过程尽量保持低温。
采用酚/氯仿去除蛋白效果较单独用酚或氯仿好。
沉淀DNA通常用冰乙醇,低温条件下放置时间稍长可使DNA沉淀完全。
三、相关试剂配制
(1)溶液I:50mmol/L 葡萄糖溶液
25mmol/L Tris-Cl (pH8.0)
10mmol/L EDTA (pH8.0)
(2)溶液II:0.2mol/L NaOH, 1%SDS
(3)溶液III:5mol/L的乙酸钾