质粒DNA的提取和纯化

2010-03-21 14:27 · ada

整合外源DNA并将其带入宿主细胞的过程是分子克隆的关键。而在此过程中携带外源基因的工具为载体。载体有1)在宿主细胞中具独立复制能力;2)带抗性等选择标记;3)有合适的限制性内切酶位点,可插入一定片断长度的外源DNA而不影响自身复制的特点。目前经基因操作已构建了一大批适合不同宿主细

整合外源DNA并将其带入宿主细胞的过程是分子克隆的关键。而在此过程中携带外源基因的工具为载体。载体有1)在宿主细胞中具独立复制能力;2)带抗性等选择标记;3)有合适的限制性内切酶位点,可插入一定片断长度的外源DNA而不影响自身复制的特点。目前经基因操作已构建了一大批适合不同宿主细胞,有不同选择标记的克窿载体或表达载体。这些载体有以下几类:1)宿主为大肠杆菌的细菌质粒、Lamda噬菌体、噬菌粒、噬菌体M13、拈粒和卡粒等;2)宿主菌为酵母的以酵母人工染色体克隆系统(YAC)为代表的酵母菌质粒载体及酵母菌与大肠杆菌穿梭质粒载体;3)以枯草杆菌为载体的枯草杆菌质粒载体和芽雹杆菌与大肠杆菌的穿梭质粒载体;4)宿主为植物细胞的Ti质粒、植物病毒及带有真核启动子的改造质粒;5)动物细胞为宿主的动物病毒和以动物病毒为基础改造的穿梭质粒。在上述所有载体中通用型大肠杆菌质粒载体因具有通用引物序列、多克隆位点区具极多的内切酶特异序列、许多具α互补性质等特点而成为最基本的通用克隆载体。

在克隆操作中往往都是将待克窿片断先克隆到通用大肠杆菌载体的多克隆位点区,或直接测序或根据需要再克隆到其他载体上。大肠杆菌质粒多为一些双链、环状的DNA分子,其大小范围从1Kb-200以上Kb不等,它们是独立于细菌染色体之外进行复制和遗传的辅助性遗传单位。质粒的存在能赋于菌体一些特殊的表型,这些表型主要有对抗生素的抗性、修饰酶等。

质粒DNA的提取根据实验目的不同,可以有不同的方法,但基本步骤多为三步,第一细菌培养和质粒的扩增,第二细菌菌体的裂解,第三质粒DNA的纯化。菌体裂解方法不同,决定了质粒DNA提取方法的差异,目前菌体裂解方法主要有煮沸法,SDS法,碱解法,Triton-溶菌酶法等。质粒DNA的纯化方法主要有梯度离心法、柱层析法等,但由于目前所用质粒的复制量极大,小量常规制备的质粒既可以满足内切酶图的绘制、细菌转化、特定DNA片段的分离、常规亚克隆及探针标记等方面的工作需要。在质粒DNA提取中,质粒DNA的质量和产量在很大程度上受培养条件的影响,通过一些实验发现,下列培养方式能获得较好的结果:

1培养应用菌龄不超过4天的平板单菌落作为起始菌

2培养菌应在37℃,220rpm下,生长16-18小时

3不能用经储藏的培养菌直接进行质粒提取制备。

下面介绍几种质粒DNA提取的方法:

碱解法提取质粒DNA

-本方法适合于质粒DNA的微量提取

一:仪器

超净工作台、超级恒温器或恒温水浴、台式离心机、培养箱、取液器、摇床、冷冻真空干燥器、低温冰箱或冰柜、电泳仪、电泳槽、紫外观测仪

易生物仪器库:https://www.ebioe.com/yp/product-list-42.html

易生物试剂库:https://www.ebioe.com/yp/product-list-43.html

二:试剂

1:Solution Ⅰ 50mM 葡萄糖,

25mM Tris-HCl(pH 8.0)

10mM EDTA(pH 8.0),高压灭菌,4℃保存

2:Solution II 0.2M NaOH, 1% SDS, 现配现用

3:Solution III 5M KAC60ml,11.5冰乙酸,28.5水,4℃保存

4:3M NaACpH 5.2 高压灭菌,4℃保存

5:氨苄青霉素50mg/ml,

整合外源DNA并将其带入宿主细胞的过程是分子克隆的关键。而在此过程中携带外源基因的工具为载体。载体有1)在宿主细胞中具独立复制能力;2)带抗性等选择标记;3)有合适的限制性内切酶位点,可插入一定片断长度的外源DNA而不影响自身复制的特点。目前经基因操作已构建了一大批适合不同宿主细胞,有不同选择标记的克窿载体或表达载体。这些载体有以下几类:1)宿主为大肠杆菌的细菌质粒、Lamda噬菌体、噬菌粒、噬菌体M13、拈粒和卡粒等;2)宿主菌为酵母的以酵母人工染色体克隆系统(YAC)为代表的酵母菌质粒载体及酵母菌与大肠杆菌穿梭质粒载体;3)以枯草杆菌为载体的枯草杆菌质粒载体和芽雹杆菌与大肠杆菌的穿梭质粒载体;4)宿主为植物细胞的Ti质粒、植物病毒及带有真核启动子的改造质粒;5)动物细胞为宿主的动物病毒和以动物病毒为基础改造的穿梭质粒。在上述所有载体中通用型大肠杆菌质粒载体因具有通用引物序列、多克隆位点区具极多的内切酶特异序列、许多具α互补性质等特点而成为最基本的通用克隆载体。

在克隆操作中往往都是将待克窿片断先克隆到通用大肠杆菌载体的多克隆位点区,或直接测序或根据需要再克隆到其他载体上。大肠杆菌质粒多为一些双链、环状的DNA分子,其大小范围从1Kb-200以上Kb不等,它们是独立于细菌染色体之外进行复制和遗传的辅助性遗传单位。质粒的存在能赋于菌体一些特殊的表型,这些表型主要有对抗生素的抗性、修饰酶等。

质粒DNA的提取根据实验目的不同,可以有不同的方法,但基本步骤多为三步,第一细菌培养和质粒的扩增,第二细菌菌体的裂解,第三质粒DNA的纯化。菌体裂解方法不同,决定了质粒DNA提取方法的差异,目前菌体裂解方法主要有煮沸法,SDS法,碱解法,Triton-溶菌酶法等。质粒DNA的纯化方法主要有梯度离心法、柱层析法等,但由于目前所用质粒的复制量极大,小量常规制备的质粒既可以满足内切酶图的绘制、细菌转化、特定DNA片段的分离、常规亚克隆及探针标记等方面的工作需要。在质粒DNA提取中,质粒DNA的质量和产量在很大程度上受培养条件的影响,通过一些实验发现,下列培养方式能获得较好的结果:

1培养应用菌龄不超过4天的平板单菌落作为起始菌

2培养菌应在37℃,220rpm下,生长16-18小时

3不能用经储藏的培养菌直接进行质粒提取制备。

下面介绍几种质粒DNA提取的方法:

碱解法提取质粒DNA

-本方法适合于质粒DNA的微量提取

一:仪器

超净工作台、超级恒温器或恒温水浴、台式离心机、培养箱、取液器、摇床、冷冻真空干燥器、低温冰箱或冰柜、电泳仪、电泳槽、紫外观测仪

二:试剂

1:Solution Ⅰ 50mM 葡萄糖,

25mM Tris-HCl(pH 8.0)

10mM EDTA(pH 8.0),高压灭菌,4℃保存

2:Solution II 0.2M NaOH, 1% SDS, 现配现用

3:Solution III 5M KAC60ml,11.5冰乙酸,28.5水,4℃保存

4:3M NaACpH 5.2 高压灭菌,4℃保存

5:氨苄青霉素50mg/ml,

6:溶菌酶

7:酚/氯仿/异戊醇(25/24/1)

8:异丙醇

9:LB培养基

10:电泳试剂见附

11:TE缓冲液

三:操作步骤

注1:试剂中所用葡萄糖有增加粘度,降低剪切率,减少DNA的降解

2:试剂中所用EDTA有抑制DNase的作用,还能降低离子浓度,而高浓度离子对溶菌酶有抑制作用。

3:试剂中所用NaOH能使DNA变性,KAC能使DNA复性,并有助于蛋白等其它大分子成分沉淀。

4:如A,不用酚/氯仿抽提;B,LB培养基残留;C,提取中在溶液II中时间过长,导致共价闭合环状DNA不可逆变性,则可能影响酶切。

质粒提取方法还有很多,如要进行重组质粒的植物转化或质粒测序则应进行氯化铯梯度离心,或直接采用试剂盒提取。

另试剂盒提取可同时进行许多质粒的提取,能在最短时间内获取高质量、高浓度的质粒DNA

如果要提取大质粒DNA则建议使用溶菌酶裂解细胞,以释放质粒DNA

关键词: