内 容 提 要
以枯草芽孢杆菌为材料,采用CTAB法(十六烷基三甲基溴化铵)提取枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的基因组DNA作为基因扩增的模板,并测定其含量和纯度。
本实验要求:提取高质量的基因组DNA为下一步的基因操作准备。
原 理
高纯度、高分子量的基因组DNA是构建基因组文库、Southern 杂交(包括RFLP)及PCR等后续的分子生物学操作的基础。利用基因组DNA较长的特性,可以将其与细胞器或质粒等小分子DNA分离。加入一定量的异丙醇或乙醇,基因组的大分子DNA 即沉淀形成纤维状絮团飘浮其中,可用玻棒将其取出,而小分子DNA 则只形成颗粒状沉淀附于壁上及底部,从而达到提取的目的。在提取过程中,染色体会发生机械断裂,产生大小不同的片段,因此分离基因组DNA 时应尽量在温和的条件下操作,如尽量减少酚/氯仿抽提、混匀过程要轻缓,以保证得到较长的DNA。一般来说,构建基因组文库,初始DNA长度必须在100kb 以上,否则酶切后两边都带合适末端的有效片段很少。而进行RFLP 和PCR 分析, DNA长度可短至50kb,在该长度以上,可保证酶切后产生RFLP片段(20kb以下),并可保证包含PCR 所扩增的片段(一般2kb 以下)。
不同生物(植物、动物、微生物)的基因组DNA的提取方法有所不同;不同种类或同一种类的不同组织因其细胞结构及所含的成分不同,分离方法也有差异。在提取某种特殊组织的DNA时必须参照文献和经验建立相应的提取方法, 以获得可用的DNA 大分子。尤其是组织中的多糖和酶类物质对随后的酶切、PCR 反应等有较强的抑制作用,因此用富含这类物质的材料提取基因组DNA 时, 应考虑除去多糖和酚类物质。
DNA的含量与纯度在研究工作中十分重要,常常需要测定。目前使用较多和较简便的是紫外吸收法。核酸在260nm波长有一特征吸收峰,根据其光密度(OD)值可计算DNA浓度。蛋白质在260nm波长处有一特征吸收峰,在260nm处的吸收值仅为核酸的十分之一或更低,因此当核酸样品中蛋白质含量较低时,对核酸的紫外测定影响不大。DNA的260nm与280nm吸收比值在1.8左右,当制品中蛋白质含量较高时此比值下降,比值大于2时表明RNA及核酸碎片多,比值在1.8-1.99表明纯度较好。
一、主要仪器、材料、和试剂
1. 仪器
移液器,高速冷冻离心机,台式离心机,水浴锅,紫外可见分光光度计。
2. 实验材料
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)
3. 试剂
⑴. CTAB/NaCl 溶液:4.1g NaCl 溶解于80ml H2 O,缓慢加入10g CTAB,加水至100ml。
⑵. 氯仿:异戊醇(24:1),酚:氯仿:异戊醇(25:24:1),异丙醇,70% 乙醇,TE(10mMTris-HCl , 1mMEDTA, pH8.0),10% SDS,蛋白酶 K (20mg/ml 或粉剂),5mol/L NaCl。
二、操作步骤
1. 取100ml过夜培养的菌液,5000 rpm 离心10分钟,弃上清液。
2. 菌体沉淀用10 ml TE 悬浮,并加0.5ml 10% SDS,50μl蛋白酶 K,混匀,37℃保温1小时。
3. 加1.5ml 5mol/L NaCl,混匀。再加1.5ml CTAB/NaCl 溶液,混匀,65℃保温20 分钟。
4. 用等体积酚:氯仿:异戊醇(25:24:1) 抽提,5000rpm 离心10 分钟,移取上清液至干净离心管。
5. 用等体积氯仿:异戊醇(24:1)抽提,取上清液移至干净管中。
6. 加1倍体积异丙醇,颠倒混合,室温下静止10分钟,10 000rpm离心15分钟得到DNA沉淀。
7. 加入700μl 70%乙醇,70μl 3M NaAc漂洗DNA沉淀,溶解于1ml TE,-20℃保存。
8. 去除RNA:加5μl RNase 加1/10体积3M NaAc加2倍体积无水乙醇10分钟后,将DNA沉淀溶于1ml TE,-20℃保存。
9. 用0.8%琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA的完整性。
10.用分光计测定浓度及纯度:产品DNA溶液用TE缓冲液适当稀释后以TE调零,在260nm和280nm处分别测光密度OD值,计算DNA浓度(经验公式ug/ml=OD260×50×稀释倍数)以及含量、产率计算OD260/OD280比值,评价其纯度。