《核酸的分离纯化》PPT课件.ppt
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1、第五章第五章 核酸的分离纯化核酸的分离纯化温州医学院温州医学院 彭彭 颖颖DNADNA和和RNARNA是是生生物物体体中中最最重重要要的的核核酸酸分分子子,是是分子生物学和分子诊断的研究对象分子生物学和分子诊断的研究对象DNADNA和和RNARNA的的分分离离纯纯化化是是分分子子生生物物学学研研究究及及分分子诊断最基础的工作子诊断最基础的工作第五章第五章 核酸的分离纯化核酸的分离纯化核酸分离纯化的核酸分离纯化的原则原则:保持核酸一级结构的完整性保持核酸一级结构的完整性尽可能提高核酸制品的纯度尽可能提高核酸制品的纯度第五章第五章 核酸的分离纯化核酸的分离纯化第一节第一节 核酸分离纯化的设计及原则
2、核酸分离纯化的设计及原则第二节第二节 基因组基因组DNADNA的分离纯化的分离纯化第三节第三节 质粒质粒DNADNA的提取与纯化的提取与纯化第四节第四节 RNA RNA的分离纯化的分离纯化第五章第五章 核酸的分离纯化核酸的分离纯化第一节第一节 核酸分离纯化的设计及原则核酸分离纯化的设计及原则一、材料与方法的选择一、材料与方法的选择二、技术路线的设计二、技术路线的设计三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存第一节第一节 核酸分离纯化的设计及原则核酸分离纯化的设计及原则一、材料与方法的选择一、材料与方法的选择(一)(一)材料与方法的选择材料与方法的选择(二)(二)选择原则选择原则 (一)(一)材料
3、与方法的选择材料与方法的选择 不同的研究目的对核酸的完整性、纯度、不同的研究目的对核酸的完整性、纯度、产量及浓度有不同的要求。产量及浓度有不同的要求。需考虑制备核酸所需的时间与成本需考虑制备核酸所需的时间与成本应选择安全的试剂与制备方案应选择安全的试剂与制备方案 一、材料与方法的选择一、材料与方法的选择 1.1.保持核酸碱基序列的完整性保持核酸碱基序列的完整性 2.2.尽量清除其它分子的污染,保证核酸纯度尽量清除其它分子的污染,保证核酸纯度 3.3.保持核酸的完整性保持核酸的完整性 尽量简化分离纯化步骤,缩短提取时间尽量简化分离纯化步骤,缩短提取时间 尽量避免各种有害因素对核酸的破坏尽量避免各
4、种有害因素对核酸的破坏 (二)(二)选择原则选择原则一、材料与方法的选择一、材料与方法的选择二、技术路线的设计二、技术路线的设计(一)核酸的释放(一)核酸的释放(二)核酸的分离与纯化(二)核酸的分离与纯化(三)核酸的浓缩、沉淀与洗涤(三)核酸的浓缩、沉淀与洗涤(一)核酸的释放(一)核酸的释放 DNADNA和和RNARNA均均位位于于细细胞胞内内(病病毒毒除除外外),因因此此核核酸酸分分离离与与纯纯化化的的第第一一步步即即是是裂裂解解细细胞胞、释释放核酸。放核酸。二、技术路线的设计二、技术路线的设计 应该清除的杂质主要包括应该清除的杂质主要包括:1.1.非核酸的大分子污染物非核酸的大分子污染物
5、蛋白质、多糖及脂类物质等蛋白质、多糖及脂类物质等 2.2.非需要的核酸分子非需要的核酸分子 分离某一核酸分子时,其它核酸皆为杂质分离某一核酸分子时,其它核酸皆为杂质 3.3.加入的有机溶剂和某些金属离子加入的有机溶剂和某些金属离子(二)核酸的分离与纯化(二)核酸的分离与纯化二、技术路线的设计二、技术路线的设计(三)核酸的浓缩、沉淀与洗涤(三)核酸的浓缩、沉淀与洗涤沉淀沉淀是是浓缩浓缩核酸最常用的方法核酸最常用的方法常用的常用的盐类盐类:醋酸钠、醋酸钾、醋酸铵、氯化醋酸钠、醋酸钾、醋酸铵、氯化钠、氯化钾及氯化镁钠、氯化钾及氯化镁常用的常用的有机溶剂有机溶剂:乙醇、异丙醇和聚乙二醇乙醇、异丙醇和聚
6、乙二醇核酸沉淀常常含有少量共沉淀的盐,需用核酸沉淀常常含有少量共沉淀的盐,需用70%70%75%75%的乙醇的乙醇洗涤洗涤去除去除二、技术路线的设计二、技术路线的设计三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存(一)核酸的鉴定(一)核酸的鉴定(二)核酸的保存(二)核酸的保存(一)核酸的鉴定(一)核酸的鉴定1.1.浓度鉴定浓度鉴定2.2.纯度鉴定纯度鉴定3.3.完整性鉴定完整性鉴定三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 紫外分光光度法:紫外分光光度法:核核酸酸分分子子中中的的碱碱基基具具有有共共轭轭双双键键结结构构,可以吸收紫外线,其最大吸收波长为可以吸收紫外线,其最大吸收波长为260nm260n
7、m。1.1.浓度鉴定浓度鉴定三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 各种碱基的紫外吸收光谱各种碱基的紫外吸收光谱三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 荧光光度法:荧光光度法:核核酸酸的的荧荧光光染染料料溴溴化化乙乙锭锭嵌嵌入入碱碱基基平平面面后后,本本身身无无荧荧光光的的核核酸酸在在 UV UV 激激发发下下发发出出红红色色荧荧光光。荧光强度的积分与溶液中核酸的含量呈正比。荧光强度的积分与溶液中核酸的含量呈正比。三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存EBEB与与DNADNA的结合的结合三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 紫外分光光度法:紫外分光光度法:主主要要通通过过A A260
8、260与与A A280280的的比比值值来来判判定定有有无无蛋蛋白白质质的的污污染染。比比值值升升高高或或降降低低均均提提示示制制备备的的核核酸酸纯纯度度不佳。不佳。2.2.纯度鉴定纯度鉴定三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存或或RNARNA的定量的定量ODOD260260相当于相当于 50 50g/mlg/ml双链双链DNADNA 40 40g/mlg/ml单链单链DNADNA(或(或RNARNA)20g/ml 20g/ml寡核苷酸寡核苷酸2.2.判断核酸样品的纯度判断核酸样品的纯度 DNA DNA纯品纯品:ODOD260260/OD/OD280 280 RNA RNA纯品纯品:ODOD
9、260260/OD/OD280 280 三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存荧光光度法:荧光光度法:EB EB等荧光染料示踪的核酸电泳可判定核等荧光染料示踪的核酸电泳可判定核酸制品的纯度。酸制品的纯度。三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存琼脂糖凝胶电泳:琼脂糖凝胶电泳:以以EBEB为为示示踪踪剂剂的的核核酸酸凝凝胶胶电电泳泳可可判判定定核核酸酸制制品的完整性品的完整性基因组基因组DNADNA如果发生降解,电泳图呈拖尾状如果发生降解,电泳图呈拖尾状 3.3.完整性鉴定完整性鉴定三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存DNADNA的降解的降解三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 完整的
10、或降解很少的完整的或降解很少的总总RNARNA电泳图谱中,三条电泳图谱中,三条带荧光强度应呈特定的比值。带荧光强度应呈特定的比值。沉降系数大,电泳迁移率低,荧光强度高沉降系数大,电泳迁移率低,荧光强度高沉降系数小,电泳迁移率高,荧光强度低沉降系数小,电泳迁移率高,荧光强度低 三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存28S28S(或或23S23S)RNARNA的的荧荧光光强强度度一一般般约约为为18S18S(或或16S16S)RNARNA的的2 2倍,否则提示有倍,否则提示有RNARNA的降解的降解若若在在点点样样孔孔附附近近有有着着色色条条带带,提提示示可可能能存存在在DNADNA的污染的污染
11、三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存(二)核酸的保存(二)核酸的保存的储存的储存的储存的储存三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 溶于溶于TETE缓冲液中的缓冲液中的DNADNA在在-70-70冰箱可保存数年。冰箱可保存数年。TE TE的的pHpH为时,为时,DNADNA的脱氨反应减少,的脱氨反应减少,pHpH低低时时DNADNA易变性。易变性。的保存的保存(二)核酸的保存(二)核酸的保存三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 的保存的保存三、核酸的鉴定与保存三、核酸的鉴定与保存 RNARNA溶于溶于H2OH2O或或的的NaAcNaAc溶液中,
12、溶液中,-70-70 保存保存 RNARNA溶液中加入溶液中加入RNasinRNasin或或VRCVRC,可延长保存时间,可延长保存时间 用于配置试剂及溶解用于配置试剂及溶解RNARNA的的H2OH2O均应经均应经DEPCDEPC处理处理第二节第二节 真核基因组真核基因组DNADNA的分离纯化的分离纯化生物体组织细胞生物体组织细胞玻棒缠绕法玻棒缠绕法酚抽提法酚抽提法基因组基因组 DNA粗品粗品PFGE分离分离特定的特定的DNA片段片段AGE分离分离PAGE分离分离乙醇沉淀洗涤乙醇沉淀洗涤基因组基因组DNA纯品纯品精分离精分离粗分离粗分离前处理前处理离子交换层析纯化离子交换层析纯化有机溶剂抽提有
13、机溶剂抽提细胞裂解蛋白质变性细胞裂解蛋白质变性沉淀降解沉淀降解DNA释放释放甲酰胺解聚法甲酰胺解聚法 哺乳动物基因组哺乳动物基因组DNADNA分离纯化的一般技术路线分离纯化的一般技术路线第二节第二节 真核基因组真核基因组DNADNA的分离纯化的分离纯化第二节第二节 真核基因组真核基因组DNADNA的分离纯化的分离纯化一、酚抽提法一、酚抽提法二、甲酰胺解聚法二、甲酰胺解聚法三、玻棒缠绕法三、玻棒缠绕法四、其它方法四、其它方法五、五、DNADNA片段的纯化片段的纯化六、六、DNADNA片段的回收片段的回收 一、酚抽提法一、酚抽提法19761976年年由由StaffordStafford及及其其同同
14、事事创创立立,现现在在使使用用的的是是改进的方法改进的方法以含以含EDTAEDTA、SDSSDS及及RNaseRNase的的裂解缓冲液裂解细胞裂解缓冲液裂解细胞经经蛋蛋白白酶酶K K处处理理后后,用用的的TrisTris饱饱和和酚酚抽抽提提,获获得得DNADNA粗制品粗制品 一、酚抽提法一、酚抽提法二、甲酰胺解聚法二、甲酰胺解聚法 19871987年年KupiecKupiec等等报报道道了了甲甲酰酰胺胺解解聚聚法法,其其中中细细胞胞裂裂解解和和蛋蛋白白质质水水解解步步骤骤同同酚酚抽抽提提法法,但但不不进进行酚的抽提。行酚的抽提。三、玻棒缠绕法三、玻棒缠绕法玻棒玻棒缠绕法是在缠绕法是在Bowte
15、ll(1987)Bowtell(1987)方法的基础上经改进而来方法的基础上经改进而来四、其它方法四、其它方法 有有些些分分子子诊诊断断技技术术并并不不需需要要高高分分子子量量的的DNADNA样样品品,因因此此步步骤骤简简化化、操操作作简简便便的的DNADNA快快速速提取法广泛使用。提取法广泛使用。1.1.异丙醇沉淀法异丙醇沉淀法 2.2.玻璃珠吸附法玻璃珠吸附法五、五、DNA DNA片段的纯化片段的纯化 常用的纯化方法:常用的纯化方法:有机溶剂抽提法有机溶剂抽提法 柱层析法(柱层析法(column chromatographycolumn chromatography)五、五、DNADNA片
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