基因工程实验操作技术.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流基因工程实验操作技术.精品文档.总RNA的提取(Trizol法提取)在收集到生物材料之后,最好能即刻进行RNA制备工作。若需暂时储存,则应以液氮将生物材料急速冷冻后,储存于-80冷冻柜。在制备RNA时,将储存于冷冻柜的材料取出,立即以加入液氮研磨的方式打破细胞,不可以先行解冻,以避免RNase的作用。1. 提取组织RNA时,每50100mg组织用1ml Trizol试剂对组织进行裂解;提取细胞RNA时,先离心沉淀细胞,每5-10 106个细胞加1ml Trizol后,反复用枪吹打或剧烈振荡以裂解细胞;2. 将上述组织或细胞的Trizol裂解液
2、转入EP管中,在室温1530C下放置5分钟;3. 在上述EP管中,按照每1ml TRIZOL加0.2ml氯仿的量加入氯仿,盖上EP管盖子,在手中用力震荡15秒,在室温下(1530)放置23分钟后,12000g(28)离心15分钟;4. 取上层水相置于新EP管中,按照每1ml TRIZOL加0.5ml异丙醇的量加入异丙醇,在室温下(1530)放置10分钟,12000g(28)离心10分钟;5. 弃上清,按照每1ml TRIZOL加1ml 75%乙醇进行洗涤,涡旋混合,7500g(28)离心5分钟,弃上清;6. 让沉淀的RNA在室温下自然干燥;7. 用Rnase-free water 溶解RNA沉
3、淀。 PCR 实验室常用DNA聚合酶有三种:TaKaRa TaqTM,TaKaRa EXTaqTM和PyrobestTM DNA Polymerase。TaKaRa TaqTM是一般的DNA聚合酶,保真性较差,但价钱便宜,一般用于基因表达的检测等。TaKaRa EXTaqTM是具有Proof reading活性的耐热性DNA聚合酶,具有一定的保真性,而且其扩增得到的PCR产物3端附有一个“A”碱基,如果希望直接将产物克隆到T-vector可以用此酶。PyrobestTM DNA Polymerase也是具有Proof reading活性的耐热性DNA聚合酶,其特点是保真性极高,扩增得到的PCR
4、产物为平滑末端。如果进行基因的扩增请使用此酶。1. 按下列组成在PCR反应管中调制反应液:TaKaRa TaqTM或TaKaRa EXTaqTM的配方ReagentQuantity, for 50l of reaction mixture10X PCR buffer (Mg2+ free)5 lMgCl2(25mM)如TaKaRa TaqTM加3 l 如TaKaRa EXTaqTM加4 l2.5mM dNTP mix4 l 10M Primer 上游1 l10M Primer下游1 lTemplate DNA1 lTaq或EXTaqDNA Polymerase0.25 lSterile dei
5、onized waterUp to 50lTotal50 l /SamplePyrobestTM DNA Polymerase的配方ReagentQuantity, for 50l of reaction mixture10X Pyrobest buffer 5l2.5mM dNTP mix4l 10M Primer上游1l10M Primer 下游1lTemplate DNA1lPyrobestTM DNA Polymerase0.25lSterile deionized waterUp to 50lTotal50l /Sample 反应总体积根据实际情况进行调控,可以做2050l以节约试剂
6、; 将上表各成分加入到0.2ml或0.5ml灭菌的PCR薄壁管中; 如果不用PCR仪的加热盖,在反应混合液的上层加30 50l 的矿物油防止样品在PCR的过程中蒸发;2. 按以下程序进行PCR扩增。PCR反应条件视模板、引物等的结构条件不同而各异,在实际操作中需根据具体的情况以及PCR结果而进行优化。StepTemperature, C Time, minNumber of cyclesNote起始变性94951-31变性94950.5-225-35退火温度比理论退火温度大概低5C,再根据反应结果优化退火37-700.5-2延伸70-75根据扩增产物的大小每分钟延伸1000bp最终延伸70-7
7、5101反应结束后,抽取扩增样品5l,用琼脂糖凝胶电泳分析扩增结果,用DNA marker判断扩增片段的大小或冷冻保存,以备以后分析使用。RT-PCRProtocol: TaKaRa One Step RNA PCR Kit (AMV) 1. 按下列组成在PCR反应管中调制反应液ReagentQuantity, for 50lof reaction mixture10One Step RNA PCR Buffer5l25 mM MgCl210l10 mM dNTP mix5lRNase Inhibitor (40 U/l)1lAMV-Optimized Taq1lAMV RTase XL (5
8、 U/l)1l上游特异Primer (20 M)1l下游特异Primer (20 M)1l实验样品RNA(1 g Total RNA)1lRNase Free dH2O24lTotal50l /Sample1. 反应总体积根据实际情况进行调控,可以做2050l以节约试剂;2. 将上表各成分加入到0.2ml或0.5ml灭菌的PCR薄壁管中;3. 如果不用PCR仪的加热盖,在反应混合液的上层加30 50l 的矿物油防止样品在PCR的过程中蒸发;2 按以下条件进行反应StepTemperature, CTime, minNumber of cyclesNote逆转录50301逆转录酶失活9421变性
9、940.525-35退火37-650.5退火温度比理论退火温度大概低5C,再根据反应结果优化延伸72根据扩增产物的大小Taq酶每分钟延伸1000bp最终延伸72101反应结束后,抽取扩增样品5l,用琼脂糖凝胶电泳分析扩增结果,用DNA marker判断扩增片段的大小或冷冻保存,以备以后分析使用。琼脂糖核酸电泳1. 用蒸馏水将制胶模具和梳子冲洗干净,放在制胶平板上,封闭模具边缘,架好梳子;2. 根据欲分离DNA片段大小用凝胶缓冲液配制适宜浓度的琼脂糖凝胶:准确称量琼脂糖干粉,加入到配胶用的三角烧瓶内,定量加入电泳缓冲液(一般2030 ml);3. 放入到微波炉内加热熔化。冷却片刻,加入一滴荧光染
10、料,轻轻旋转以充分混匀凝胶溶液,倒入电泳槽中,待其凝固;4. 室温下3045分钟后凝胶完全凝结,小心拔出梳子,将凝胶安放在电泳槽内;5. 向电泳槽中倒入电泳缓冲液,其量以没过胶面1mm为宜,如样品孔内有气泡,应设法除去;6. 在DNA样品中加入10体积的载样缓冲液(loading buffer),混匀后,用枪将样品混合液缓慢加入被浸没的凝胶加样孔内;7. 接通电源,红色为正极,黑色为负极,切记DNA样品由负极往正极泳动 (靠近加样孔的一端为负)。一般60100V电压,电泳2040min即可;8. 根据指示剂泳动的位置,判断是否终止电泳;9. 电泳完毕,关上电源,在凝胶成像仪上观察电泳带及其位置
11、,并与核酸分子量标准Marker比较被扩增产物的大小。 琼脂糖凝胶浓度与线形DNA的最佳分辨范围琼脂糖凝胶浓度线形DNA的最佳分辨范围(bp)0.5%1,00030,0000.7%80012,0001.0%50010,0001.2%4007,0001.5%2003,0002.0%502,000胶回收纯化DNA1. 琼脂糖电泳,将特异电泳带用刀切下放入到EP管中,称琼脂糖带的重量;2. 按照每100mg加400l的量加入binding buffer,放入到EP管振荡器中,4555温育振荡,直到所有的琼脂糖都溶解(大概要5分钟);3. 取出纯化柱,将上述溶解液转移至柱中,室温下放置2分钟,8,00
12、0rpm 离心1分钟,弃EP管中的液体,将纯化柱放回EP管中;4. 加500l的wash buffer至柱中,8,000rpm 离心1分钟。弃管中的溶液;5. 重复操作4步的操作1次,最后将纯化柱放入EP管中10,000rpm离心30秒,除去痕量的wash buffer;6. 将纯化柱放入一个新的EP管。加3040l H2O或者elution buffer至纯化柱膜的中央,在37或50下放置2分钟,10,000rpm离心1分钟洗脱DNA,将EP管中的DNA溶液放在-20保存。7. 注:若想要不电泳而直接纯化DNA溶液,只需要在第2步中按100l液量加400l的binding buffer,其余
13、的步骤不变。大肠杆菌质粒DNA的提取(碱裂解法)此方法适用于小量质粒DNA的提取提取的质粒DNA可直接用于酶切PCR扩增。1. 取1.5ml细菌培养物于EP管中,4000rpm离心1分钟,弃上清液,使细菌沉淀尽量干燥;2. 将细菌沉淀重悬于用冰预冷的100 l溶液I (50 mmol/L葡萄糖,10 mmol/L EDTA pH 8.0,25 mmol/L Tris-HCl pH 8.0) 中,剧烈振荡;3. 加入200 l新配制的溶液II(0.2 mol/L NaOH,1SDS(m/v)),盖紧EP管口,快速颠倒离心管5次,以混合混合物,确保离心管的整个内表面与溶液II接触,不要涡旋,置于冰
14、浴中;4. 加入150 l预冷溶液III(每100 ml 的溶液III中含60 ml 5 mol/L 乙酸钾,11.5 ml冰乙酸,28.5 ml H2O),盖紧EP管口,反复颠倒数次,使溶液III在粘稠的细菌裂解物中分散均匀,之后将管置于冰上35分钟;5. 在最大转速下离心5min,取上清液于另一新EP管;6. 用两倍体积的乙醇室温沉淀双链DNA,振荡混合于室温放置2分钟,最大转速离心5分钟;7. 小心吸去上清液,将离心管倒置于滤纸上,以使所有液体都流出,在将附于管壁的液滴除尽;8. 加1ml 70乙醇洗涤沉淀,振荡混合,用12,000g离心2分钟,弃上清,将开口的EP管置于室温使乙醇挥发,
15、直至EP管中内没有可见的液体存在(510分钟),用适量的ddH2O溶解;9. 用0.5l的RNase 37温育510分钟;10. 电泳鉴定。乙醇沉淀DNA1. 加入1/10体积的乙酸钠(3 molL,PH=5.2)于DNA溶液中充分混匀,使其最终浓度为0.3 molL;2. 加入2倍体积用冰预冷的乙醇混合后再次充分混匀置于-20中1530分钟;3. 12,000 g离心10分钟,小心移出上清液,吸去管壁上所有的液滴;4. 加入1/2离心管容量的70乙醇,12000g离心2分钟,小心移出上清液,吸去管壁上所有的液滴;5. 于室温下将开盖的EP管的置于实验桌上以使残留的液体挥发至干;6. 加适量的
16、ddH2O溶解DNA沉淀。酶 切1. 酶切前确定待切样品的浓度, 并选择合适的限制性内切酶和配套Buffer。2. 在离心管中加入如下成分:10Buffer 1l 待切样品 xl酶 0.5-1l 加水补足10l3. 混匀样品并短暂离心使样品沉于管底。4. 将离心管置于37中温育1-3hr,若待切样品为PCR产物,则可将反应时间适当延长。5. 用未酶切的质粒作为对照,琼脂糖电泳鉴定酶切结果。注:当酶切样品用于回收而不是鉴定时,可按比例适当加大反应体积。双酶切可选用二者活性都较高的Buffer或者通用Buffer,但要注意不能有星反应。)连 接1. 连接前先电泳确定待连接载体与片段的浓度。2. 在
17、离心管中加入如下成分:10连接Buffer 1l 待连接的样品(胶回收产物或PCR产物,载体与片段的mol比为13-5)连接酶0.5-1l 加水补足10l3. 混匀样品并短暂离心使样品全部沉于管底。4. 将离心管置于连接酶要求的温度孵育适当的时间(根据不同公司的酶的要求而定,一般为22 1-3hr或16连接过夜)。连接完的样品可直接用于转化,也可放4冰箱短期保存。感受态细胞的制备1. 挑取适当菌株的E.coli 单菌落接种于2ml SOB培养液中,37摇床过夜。2. 取0.5-1ml过夜培养的菌液转种到50ml SOB中,18剧烈震荡,直到A600达到0.6。3. 将培养物转移到50ml离心管
18、中,4 4,000rpm/min离心10min。同时在冰浴上配置TB溶液。4. 弃上清,将离心管倒置于滤纸上,使培养液被吸干。5. 取1ml刚配的TB溶液打散菌体沉淀,再加入15ml TB(1/3体积的起始培养液),冰浴10-15min,4 4,000rpm/min离心10min。6. 弃上清,沉淀重悬于4ml TB(1/12.5体积的起始培养液),冰浴10min。7. 加入280l DMSO,缓缓滴入并轻轻摇晃,使其充分混合均匀,冰浴10min。8. 将菌液分装于EP管中,-80或液氮冻存。9. 取两管感受态细胞分别加入1l无菌ddH2O(阴性对照)和1l纯质粒(阳性对照)进行转化(见后),
19、以检测感受态的质量。阴性对照平板上应该无菌落生长,阳性对照平板上菌落数目的多少显示感受态效率的高低。SOB的配制:蛋白胨 20g酵母提取物 5gNaCl 0.58gKCl 0.186g100Mg+溶液 10ml溶解并加水定容至1L,12120min高压蒸汽灭菌100Mg+溶液: MgCl26H2OMgSO47H2O溶解并加水定容至100ml,12120min高压蒸汽灭菌TB溶液的配制: 1M KCl 5ml0.55M MnCl2 2ml0.5M CaCl2 0.6ml0.1M K-Pipes(pH 6.7) 2mlddH2O 10.4mlTotal 20ml注:上述溶液均需高压蒸汽灭菌处理0.
20、1M K-Pipes(pH=6.7)的配制: 称取3.02g Pipes粉末溶于80ml dd H2O中,此时粉末不能完全溶解,用10N KOH或KOH固体调节PH值,只有当PH接近6.7时粉末才能完全溶解,此时当小心少量地加入KOH直至达到所需PH值。转 化1. 取100l感受态细胞于冰浴上融化。2. 加入1l纯质粒或连接产物,轻轻吹打混匀,冰浴30 min。3. 将菌液放入42水浴中热激90秒,立即放入冰浴中2 min。4. 加入0.9ml SOC,于37恒温摇床上200rpm1hr温育。5. 将菌液4000rpm/min离心3min,留200l上清将菌体打散,均匀涂布于含适当抗生素的琼脂
21、平板表面,平板于37倒置培养过夜。i. 注:新倒的平板可于37培养箱中预先放置数小时至过夜干燥。ii. 当转化的是TA克隆连接产物时可在菌液中加入8l 1M IPTG和40l 20mg/ml X-gal以进行蓝白斑筛选。重组子的筛选和鉴定重组子可通过酶切进行鉴定,也可以利用扩增引物通过PCR进行鉴定,阳性重组子能切出所需要的片段或得到相应片段的PCR产物。1. 用牙签挑取平板上的菌落接种于2ml含适当抗生素的LB培养基中,37摇床培养过夜。2. 次日取菌液0.2-0.5ml,13,000rpm3min离心,弃上清,加入20l ddH2O和20l 酚/氯仿,震荡混匀,13,000rpm5min离
22、心。3. 取上清进行琼脂糖电泳,加入载体质粒DNA作为阴性对照,根据质粒大小初步筛选重组子,重组子的泳动速度应该慢于载体质粒。4. 用碱法小量制备可能是重组子的质粒DNA。5. 选取适当的酶,对重组子进行酶切分析,酶切体积均为10l体系。酶切样品进行琼脂糖电泳鉴定是否有所需片段。6. 酶切分析正确的重组子分成两份,一份进行测序反应,另外一份保种。7. 若用PCR法鉴定,则在第2步时每个样本取0.5-1.0l 菌液为模板进行PCR反应,每管反应体系最低可少至10l,PCR产物电泳,能得到所需条带的样本进一步提取质粒酶切鉴定或送样品测序。真核细胞的转染该操作以Invitrogen公司的脂质体转染试
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