细菌质粒是一类双链共价闭合环状、大小约1kb~200kb 的DNA,存在于细胞质中、独立于细胞染色体之外的可自主复制的遗传成份。通常情况下可持续稳定地处于染色体外的游离状态,但在一定条件下也会可逆地整合到寄主染色体上,随着染色体的复制而复制,并通过细胞分裂传递到后代。
质粒是目前最常用的基因克隆的载体分子之一,获得大量纯化的质粒DNA是基因克隆的前提条件。
一、碱裂解法提取质粒DNA的原理
碱裂解法是一种应用最为广泛的制备质粒DNA的方法,其基本原理为:共价闭合环状DNA与线性DNA的拓扑学性质不同。在PH12~12.5时,线性DNA会完全变性,而共价闭合环状DNA只是氢键断裂,经酸中和后,共价闭合环状DNA可迅速准确的复性。而线性DNA不能准确复性,只能聚合成网状结构,离心后与变性的蛋白质、RNA一起沉淀下来。上清液中的质粒DNA可用乙醇沉淀出来。
二、基本步骤
1.材料:含质粒的大肠杆菌
2.试剂:溶液Ⅰ( 50mM葡萄糖,25mM Tris-HCl(pH 8.0),10mM EDTA(pH 8.0))、溶液Ⅱ(0.2N NaOH,1% SDS)用时临时配制。pH 4.8的醋酸钾(KAc)缓冲液(5M KAc 300ml,冰醋酸 57.5ml,加ddH2O至500ml)、 TE缓冲液(10mM Tris-HCl(pH 8.0),1mM EDTA(pH 8.0))、苯酚/氯仿/异戊醇(25:24:1)、乙醇(无水乙醇、70%乙醇)、 5×TBE(Tris 碱54g,硼酸27.5g,EDTA-Na2·2H2O 4.65g,加ddH2O 至1000ml)。10mg/ml溴化乙锭(EB)、琼脂糖、10mg/ml RNase A(RNA酶A)、6×上样缓冲液(0.25%溴酚蓝,0.25%二甲苯青FF,40%(W/V)蔗糖水溶液)。
3.仪器:离心机、电泳仪、水平式电泳槽
4.主要步骤
(1)挑取LB固体培养基上生长的大肠杆菌单菌落,接种于2.0ml LB(含相应抗生素)液体培养基中,37℃振荡培养过夜。
(2)取1.5ml培养物转移入微量离心管中,室温离心8000g×1min,弃上清,将离心管倒置,使液体尽可能流尽。
(3)将细菌沉淀重悬于100μl预冷的溶液Ⅰ中,剧烈振荡。
(4)加200μl新鲜配制的溶液Ⅱ于离心管中,颠倒数次混匀(不要剧烈振荡),并将离心管放置于冰上2-3min,使细胞膜充分裂解。
(5)加入150μl预冷的醋酸钾(KAc)缓冲液,将管温和颠倒数次混匀,见白色絮状沉淀,可在冰上放置3-5min。
(6)加入450μl的苯酚/氯仿/异戊醇混合液,振荡混匀,4℃离心12000g × 10min。
(7)小心移出上清于另一微量离心管中,加入2.5倍体积预冷的无水乙醇,混匀,室温放置2-5min,4℃离心12000g×15min。
(8)加入1ml预冷的70%乙醇洗涤沉淀2次,4℃离心8000g×7min,弃上清,将沉淀在室温下晾干。
(9)沉淀溶于20μl TE(含RNase A 20μg/ml),37℃水浴30min以降解RNA分子,-20℃保存备用。
5.结果鉴定:1%琼脂糖凝胶电泳检测。方法同前核酸DNA的鉴定。