核酸分离检测.ppt
《核酸分离检测.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《核酸分离检测.ppt(112页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第五章第五章核酸的分离与核酸的分离与检测检测一、核酸的分离、提取通则一、核酸的分离、提取通则核酸在细胞中通常与各种蛋白质结合在一起。核酸在细胞中通常与各种蛋白质结合在一起。分离原则:保证核酸分子一级结构的完整性;排分离原则:保证核酸分子一级结构的完整性;排除其他分子污染。除其他分子污染。分离与纯化的方法一般包括细胞裂解、酶处理、分离与纯化的方法一般包括细胞裂解、酶处理、核酸与其他生物大分子物质分离、核酸纯化等几核酸与其他生物大分子物质分离、核酸纯化等几个主要步骤。个主要步骤。1.细细胞裂解胞裂解 机械作用:机械作用:低渗、超声、微波、低渗、超声、微波、冻冻融裂解和融裂解和颗颗粒破碎粒破碎等。不
2、适于高分子量等。不适于高分子量长链长链核酸的分离。核酸的分离。化学作用:化学作用:一定一定pH和和变变性条件下,性条件下,细细胞破裂,蛋白胞破裂,蛋白变变性沉淀,核酸性沉淀,核酸水相。水相。变变性条件:性条件:加加热热、表面活性、表面活性剂剂(SDS、TritonX-100、Tween20、NP-40等等)、强强离子离子剂剂(异硫异硫氰氰酸胍、酸胍、盐盐酸胍等酸胍等)。pH环环境:境:强强碱碱(NaOH)或或缓缓冲液冲液(TE、STE等等)。金属离子螯合金属离子螯合剂剂(EDTA等等)螯合螯合Mg2+、Ca2+,抑制核酸,抑制核酸酶酶活性。活性。酶酶作用:作用:溶菌溶菌酶酶或蛋白或蛋白酶酶(蛋
3、白蛋白酶酶K、植物蛋白、植物蛋白酶酶或或链链酶酶蛋白蛋白酶酶)破裂破裂细细胞。降解与核酸胞。降解与核酸结结合的蛋白合的蛋白质质,促,促进进核酸的分离。核酸的分离。联联合使用合使用:细细胞、待分离核酸胞、待分离核酸类类型及后型及后续实验续实验目。目。2.酶酶处处理理 裂解液中加入蛋白裂解液中加入蛋白酶酶(蛋白(蛋白酶酶K或或链链酶酶蛋白蛋白酶酶),降解蛋白,降解蛋白质质;灭灭活核酸活核酸酶酶(DNase和和RNase)加入加入DNase和和RNase去除不需要的核酸。去除不需要的核酸。防止核酸的降解和变性防止核酸的降解和变性 防止防止过过酸、酸、过过碱碱对对磷酸二磷酸二酯键酯键的破坏(一般在的破
4、坏(一般在pH4-10下下进进行)行);避免避免剧剧烈烈搅搅拌;拌;防止核酸防止核酸酶酶(DNase,RNase)的作用。)的作用。抑制抑制DNase:可加可加柠柠檬酸檬酸钠钠、EDTA等金属螯合等金属螯合剂剂;或加去;或加去污剂污剂十二十二烷烷基硫酸基硫酸钠钠(SDS);或加蛋白);或加蛋白变变性性剂剂。抑制抑制RNase:实验实验器皿高温,或高器皿高温,或高压灭压灭菌,不能高菌,不能高压灭压灭菌的用菌的用具用具用0.1%二乙基焦碳酸二乙基焦碳酸盐盐(diethylpyrocarbonate,DEPC)处处理。理。加加强强的蛋白的蛋白变变性性剂剂如如硫硫氰氰酸胍酸胍、异硫异硫氰氰酸胍酸胍等。
5、等。加核糖核酸加核糖核酸酶酶阻抑蛋白(阻抑蛋白(RNasin)等)等RNase的抑的抑制制剂剂。质粒质粒DNA的提取的提取碱裂解法碱裂解法溶液溶液I:50mM葡萄糖,葡萄糖,25,10mMEDTA,pH8.0Tris-ClpH;葡萄糖;葡萄糖大肠杆菌悬浮;大肠杆菌悬浮;EDTA金属离子螯合剂。金属离子螯合剂。溶液溶液II:0.2NNaOH,1%SDSNaOH碱碱裂解细胞,控制时间,温柔混合裂解细胞,控制时间,温柔混合;SDS结结合蛋合蛋白。白。溶液溶液III:3M醋酸钾醋酸钾,2M醋酸醋酸醋酸钾醋酸钾PDS沉淀;沉淀;醋酸醋酸中和碱。中和碱。3.核酸的分离与核酸的分离与纯纯化化 高电荷磷酸骨架
6、比蛋白质、多糖、脂肪等其他生高电荷磷酸骨架比蛋白质、多糖、脂肪等其他生物大分子物质更具亲水性。物大分子物质更具亲水性。根据理化性质差异,选择性沉淀、层析、密度梯根据理化性质差异,选择性沉淀、层析、密度梯度离心等方法。度离心等方法。酚提取酚提取/沉淀法沉淀法 经经典方法是典方法是酚酚:氯氯仿抽提法仿抽提法。裂解裂解细细胞;离心分离含核酸水相;等体胞;离心分离含核酸水相;等体积积酚酚:氯氯仿仿:异戊醇异戊醇(25:24:1体体积积)混合液抽提,漩混合液抽提,漩涡涡振振荡荡混匀混匀(小分子量核酸小分子量核酸)/颠颠倒混匀倒混匀(高分子量核酸高分子量核酸),离心分,离心分离;疏水性的蛋白离;疏水性的蛋
7、白质质有机相,核酸有机相,核酸上上层层水相。水相。缓缓冲液冲液饱饱和酚和酚蛋白蛋白变变性;性;氯氯仿增加有机相比重,仿增加有机相比重,防止酚流入水相;异戊醇可减少操作防止酚流入水相;异戊醇可减少操作过过程中程中产产生的生的气泡,下气泡,下层层的界面更清晰的界面更清晰。核酸核酸盐经盐经有机溶有机溶剂剂沉淀沉淀浓缩浓缩酚、酚、氯氯仿抽提后用乙醇沉淀仿抽提后用乙醇沉淀水相加水相加pH5.05.5,终浓终浓度度0.3MNaAc或或KAc(钠钠离子中和核酸磷酸骨架离子中和核酸磷酸骨架负电负电荷,在酸性荷,在酸性环环境境中促中促进进核酸疏水复性),加核酸疏水复性),加22.5倍体倍体积积乙醇,乙醇,沉淀核
8、酸。沉淀核酸。离心收集,离心收集,70%乙醇漂洗核酸沉淀除乙醇漂洗核酸沉淀除盐盐分。分。其他可用于沉淀核酸的有机溶其他可用于沉淀核酸的有机溶剂剂:异丙醇、聚乙异丙醇、聚乙二醇二醇(PEG)等;等;盐类盐类:10.0mol/L醋酸醋酸铵铵、8.0mol/L的的氯氯化化锂锂、氯氯化化镁镁和低和低浓浓度的度的氯氯化化锌锌等。等。分离沉淀分离沉淀DNA层析法层析法 利用物利用物质质些理化性些理化性质质差异建立的分离分析方法。差异建立的分离分析方法。包括吸附包括吸附层层析、析、亲亲和和层层析、离子交析、离子交换层换层析等。析等。商品商品试剂试剂盒,分离和盒,分离和纯纯化同步化同步进进行。行。一定离子一定
9、离子环环境下,核酸被境下,核酸被选择选择性地吸附到硅土、性地吸附到硅土、硅胶或磁珠等表面与其他生物分子分离。硅胶或磁珠等表面与其他生物分子分离。结结合至合至固相固相载载体的核酸可用低体的核酸可用低盐缓盐缓冲液或水洗脱。冲液或水洗脱。核酸核酸质质量好、量好、产产量高、成本低、快速、量高、成本低、快速、简简便、便、节节省人力以及易于省人力以及易于实现实现自自动动化。化。Promega质粒纯化系统质粒纯化系统以磁性颗粒为基础:采用磁性技以磁性颗粒为基础:采用磁性技术高通量纯化直接用于转染及其术高通量纯化直接用于转染及其它生物学实验的质粒。它生物学实验的质粒。以膜为基础:采用硅化膜纯化柱,以膜为基础:
10、采用硅化膜纯化柱,可用离心法进行纯化。可用离心法进行纯化。以树脂为基础:利用树脂,真空以树脂为基础:利用树脂,真空法。法。DNA在高盐条件下对硅树脂、膜在高盐条件下对硅树脂、膜的高亲和力。的高亲和力。全自动核酸分离纯化系统全自动核酸分离纯化系统 RocheMagNAPure96 MagNAPureLC2.0二、核酸含量的测定二、核酸含量的测定 核酸是由磷酸、戊糖、碱基所核酸是由磷酸、戊糖、碱基所组组成的核苷酸成的核苷酸的多聚高分子。三者以等分子数而存在,所以的多聚高分子。三者以等分子数而存在,所以只要只要测测定三者中任何一定三者中任何一处处成分的含量,就可推成分的含量,就可推算出核酸的含量。常
11、用的核酸算出核酸的含量。常用的核酸测测定方法有定方法有:紫外吸收法紫外吸收法、定磷法、定糖法、定磷法、定糖法RNA的定量的定量测测定:地衣酚法定:地衣酚法DNA的定量的定量测测定:二苯胺法定:二苯胺法紫外吸收法中紫外吸收法中DNA或或RNA的定量的定量A260=1.0相当于相当于:50g/ml双双链链DNA40g/ml单链单链DNA(或(或RNA)20g/ml寡核苷酸寡核苷酸分光光度计分光光度计Biophotometer NanophotometerSingleandmultiwavelengthmeasurementbinedwithkineticmethods.Thefullwavelen
12、gthscan(190nm-1100nm)allowscurveinterpretationforattainmentofmoredetailedscientificknowledgeoverwholespectrum.samplesizeaslowas0.5uL.ThermoScientificNanoDrop2000c(March2,2009)ThermoScientificNanoDrop2000and2000cSpectrophotometers.Theseeasy-to-use,UV-Visinstrumentsenablea5-secondmeasurementtimeofDNA,
13、RNAandproteinsonasamplesizeaslowas0.5uL.核酸纯度鉴定核酸纯度鉴定A260/A280DNA纯纯品品:A260/A280=1.8RNA纯纯品品:A260/A280=2.0电电泳泳核酸的凝胶电泳核酸的凝胶电泳 当前核酸研究中最常用的方法,常用于当前核酸研究中最常用的方法,常用于检测检测核酸核酸的分子量、的分子量、纯纯度、度、结结构构变变化、序列分析等化、序列分析等 种种类类:琼琼脂糖凝胶脂糖凝胶电电泳(水平泳(水平电电泳)泳)聚丙聚丙烯酰烯酰胺凝胶胺凝胶电电泳(垂直泳(垂直电电泳,泳,分辨率可达分辨率可达1bp常用于常用于测测序)序)核酸样品的保存核酸样品的保
14、存 DNA:DNA样样品溶于品溶于pH8.0的的TE,4或或-20保存;保存;长长期保存期保存样样品中可加入品中可加入1滴滴氯氯仿。仿。RNA:RNA样样品溶于品溶于0.3mol/LNaAc(pH5.2)或双蒸或双蒸灭灭菌菌水中,水中,-70保存保存;长长期保存可以沉淀形式期保存可以沉淀形式贮贮于乙醇中于乙醇中;在在RNA溶液中,加溶液中,加1滴滴0.2mol/LVRC(氧氧钒钒核糖核核糖核苷复合物苷复合物)冻贮冻贮于于-70,可保存数年。可保存数年。三、核酸的检测三、核酸的检测PCR:常:常规规PCR、RT-PCR、荧荧光定量光定量PCR杂杂交:膜交:膜杂杂交(交(SouthernBlot、
15、NorthenBlot)、)、组组织样织样品原位品原位杂杂交交1.荧荧光定量光定量PCR(realtimePCR)1996,美国,美国Appliedbiosystems公司推出:在公司推出:在PCR反反应应体系中加入体系中加入荧荧光基光基团团,利用,利用荧荧光信号光信号积积累累实实时监测时监测整个整个PCR进进程。程。克服了克服了终终点点PCR法法进进入平台期或叫入平台期或叫饱饱和期后定量和期后定量的的较较大大误误差,差,实现实现DNA/RNA的精确定量。的精确定量。目前确定目前确定样样品中品中DNA(或或cDNA)拷拷贝贝数最敏感、最数最敏感、最准确的方法。准确的方法。灵敏度和特异性高、能灵
16、敏度和特异性高、能实现实现多重反多重反应应、自、自动动化程化程度高、无度高、无污污染、染、实时实时和准确。和准确。与常与常规规PCR的区的区别别常常规规PCR:PCR结结束后束后对终对终点点产产物物进进行定量分析。行定量分析。实时实时定量定量PCR:实时检测实时检测PCR扩扩增,在增,在扩扩增的指数增的指数期期对对起始模板起始模板进进行定量。行定量。两个重要概念两个重要概念荧荧光域光域值值(threshold):):是在是在荧荧光光扩扩增曲增曲线线上人上人为设为设定的一个定的一个值值,它可以,它可以设设定在定在荧荧光信号指数光信号指数扩扩增增阶阶段任意位置上段任意位置上,一般,一般荧荧光域光域
17、值值的的设设置是基置是基线线荧荧光信号的光信号的标标准偏差的准偏差的10倍。倍。Ct值值(Cyclesthreshold):每个反:每个反应应管内的管内的荧荧光光信号到达信号到达设设定的域定的域值时值时所所经历经历的循的循环环数数.Ct值值与模板与模板DNA的起始拷的起始拷贝贝数成反比数成反比。荧荧光定量光定量PCR化学原理化学原理非特异性非特异性荧荧光光标记标记:SYBRGreen特异性特异性荧荧光光标记标记:TaqMan SYBRGreenI荧荧光染料的作用原理光染料的作用原理 SYBRGreenI:结结合于双合于双链链DNA小沟。小沟。PCR反反应应体系中,体系中,SYBR荧荧光染料特异
18、性地光染料特异性地掺掺入入DNA双双链链后,后,发发射射荧荧光信号,而不光信号,而不掺掺入入链链中的中的SYBR染染料分子不会料分子不会发发射任何射任何荧荧光信号。光信号。优优点:与所有双点:与所有双链链DNA结结合,不必因合,不必因为为模板不同模板不同而特而特别别定制定制通用性;价格相通用性;价格相对较对较低;一个低;一个PCR产产物可以与多分子的染料物可以与多分子的染料结结合,灵敏度很高。合,灵敏度很高。缺点:能与非特异性双缺点:能与非特异性双链链DNA(如引物二聚体)如引物二聚体)结结合。需要熔解曲合。需要熔解曲线线分析。分析。SYBRGreen熔解曲熔解曲线线分析分析TaqMan探探针
19、针法法TaqMan探探针针是一种寡核苷酸探是一种寡核苷酸探针针,设计为设计为与目与目标标序列上游和下游引物序列上游和下游引物间间的序列配的序列配对对。荧荧光基光基团团连连接在探接在探针针的的5末端,而淬末端,而淬灭剂则灭剂则在在3末端。当末端。当探探针针保持完整保持完整时时,3端猝端猝灭灭基基团团抑制抑制5发发射基射基团团的的荧荧光光发发射。在射。在PCR的退火期。探的退火期。探针针模板模板发发生特异生特异性性杂杂交。延伸期引物在交。延伸期引物在Taq酶酶作用下延伸,到达探作用下延伸,到达探针处针处,Taq酶酶有有53外切核酸外切核酸酶酶活性,切割探活性,切割探针针,荧荧光光发发射基射基团远团
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 核酸 分离 检测
限制150内