核酸的分离纯化 (2)精选PPT.ppt
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1、关于核酸的分离纯化关于核酸的分离纯化(2)第1页,讲稿共88张,创作于星期二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,是是分分子子生生物物学学和和分分子子诊诊断断的的研研究究对象对象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及分子诊断最基础的工作究及分子诊断最基础的工作第2页,讲稿共88张,创作于星期二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3页,讲稿共88张,创作于星期二核酸分子提取的技术路线核酸分子提取的技术路线I.I.
2、材料准备材料准备II.II.破碎细胞或包膜内容物释放破碎细胞或包膜内容物释放III.III.核酸分离、纯化核酸分离、纯化IV.IV.沉淀或吸附核酸,并去除杂质沉淀或吸附核酸,并去除杂质V.V.核酸溶解在适量缓冲液或水中核酸溶解在适量缓冲液或水中第4页,讲稿共88张,创作于星期二第一节第一节 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 RNARNA的分离纯化的分离纯化第五节第五节 核酸的保存与鉴定核酸的保存与鉴定第5页,讲稿共88张,创作于星期二第一节 核酸分离纯
3、化的设计及原则第6页,讲稿共88张,创作于星期二一、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7页,讲稿共88张,创作于星期二(一)材料与方法的选择不同的研究目的对核酸的完整性、纯不同的研究目的对核酸的完整性、纯度、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、材料与方法的选择第8页,讲稿共88张,创作于星期二 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
4、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、材料与方法的选择第9页,讲稿共88张,创作于星期二二、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、沉淀与洗涤第10页,讲稿共88张,创作于星期二(一)核酸的释放DNADNA和和RNARNA均均
5、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是裂解细胞、释放核酸。即是裂解细胞、释放核酸。第11页,讲稿共88张,创作于星期二第12页,讲稿共88张,创作于星期二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 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 分分离离某某一一核核酸酸分分子子时时,其其它它核核酸酸皆皆为杂质为杂质 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)核酸的分离与纯化第13页,讲稿共8
6、8张,创作于星期二(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、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铵、氯化钠、氯化钾及氯化镁氯化钠、氯化钾及氯化镁常用的常用的有机溶剂有机溶剂:乙醇、异丙醇和聚乙醇、异丙醇和聚乙二醇乙二醇核酸沉淀常常含有少量共沉淀的盐,核酸沉淀常常含有少量共沉淀的盐,需用需用70%70%75%75%的乙醇的乙醇洗涤去除洗涤去除第14页,讲稿共88张,创作于星期二三、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)核酸的保存第15页,讲稿共88张,创作于星期二(一)核酸的鉴
7、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第16页,讲稿共88张,创作于星期二 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,可可以以吸吸收收紫紫外外线线,其其最最大大吸收波长为吸收波长为260nm260nm。1.1.浓度鉴定浓度鉴定第17页,讲稿共88张,创作于星期二 各种碱基的紫外吸收光谱各种碱基的紫外吸收光谱第18页,讲稿共88张,创作于星期二 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
8、UV 激激发发下下发发出出红红色色荧荧光光。荧荧光光强强度度的的积积分分与与溶溶液中核酸的含量呈正比。液中核酸的含量呈正比。第19页,讲稿共88张,创作于星期二EBEB与与DNADNA的结合的结合第20页,讲稿共88张,创作于星期二第21页,讲稿共88张,创作于星期二 紫外分光光度法:紫外分光光度法:主主要要通通过过A A260260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备的核酸纯度不佳。制备的核酸纯度不佳。2.2.纯度鉴定纯度鉴定第22页,讲稿共88张,创作于星期二1.DNA1.DNA或或RNARNA的定量的
9、定量ODOD260260=1.0=1.0相当于相当于 50 50g/mlg/ml双链双链DNADNA 40g/ml 40g/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=1.8=1.8 RNA RNA纯品纯品:ODOD260260/OD/OD280 280=2.0=2.0第23页,讲稿共88张,创作于星期二荧光光度法:荧光光度法:EBEB等等荧荧光光染染料料示示踪踪的的核核酸酸电电泳泳可可判判定定核核酸制品的纯度。酸制品的纯度。第24页
10、,讲稿共88张,创作于星期二琼脂糖凝胶电泳: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核酸制品的完整性定核酸制品的完整性基基因因组组DNADNA如如果果发发生生降降解解,电电泳泳图图呈呈拖尾状拖尾状 3.3.完整性鉴定完整性鉴定第25页,讲稿共88张,创作于星期二DNADNA的降解的降解第26页,讲稿共88张,创作于星期二 完完整整的的或或降降解解很很少少的的总总RNARNA电电泳泳图图谱谱中中,三条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,荧光强度高沉沉降降系系数数小小,电电泳
11、泳迁迁移移率率高高,荧荧光光强强度度低低 第27页,讲稿共88张,创作于星期二28S28S(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倍倍,否否则则提提示示有有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,提提示示可可能存在能存在DNADNA的污染的污染第28页,讲稿共88张,创作于星期二第29页,讲稿共88张,创作于星期二(二)核酸的保存(二)核酸的保存1.DNA1.DNA的储存的储存2.RNA2.RNA的储存的储存第30页,讲稿共88张,创作于星期二 溶溶于于TETE缓缓冲冲液液中中的
12、的DNADNA在在-70-70冰冰箱箱可可保保存数年。存数年。TETE的的pHpH为为8.08.0时时,DNADNA的的脱脱氨氨反反应应减减少少,pHpH低低7.07.0时时DNADNA易变性。易变性。1.1.DNADNA的保存的保存第31页,讲稿共88张,创作于星期二 2.RNA的保存 RNARNA溶于溶于H H2 2O O或或0.3mol/L0.3mol/L的的NaAcNaAc溶液中,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H H2 2O O
13、均应经均应经DEPCDEPC处理处理第32页,讲稿共88张,创作于星期二第二节 真核基因组DNA的分离纯化第33页,讲稿共88张,创作于星期二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机溶剂抽提细胞裂解蛋白质变性沉细胞裂解蛋白质变性沉淀降解淀降解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
14、线分离纯化的一般技术路线第34页,讲稿共88张,创作于星期二基因组基因组DNA的提取的提取-酚抽提法酚抽提法样品的准备细胞的裂解蛋白质变性DNA的抽提DNA的沉淀第35页,讲稿共88张,创作于星期二血基因组血基因组DNA试剂盒试剂盒酵母基因组酵母基因组DNA试剂盒试剂盒细菌基因组细菌基因组DNA试剂盒试剂盒细胞基因组细胞基因组DNA试剂盒试剂盒第36页,讲稿共88张,创作于星期二一、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第37页,讲稿共88张,创作于
15、星期二 一、酚抽提法19761976年年由由StaffordStafford及及其其同同事事创创立立,现现在在使用的是改进的方法使用的是改进的方法以以含含EDTAEDTA、SDSSDS及及RNaseRNase的的裂裂解解缓缓冲冲液液裂裂解细胞解细胞经经蛋蛋白白酶酶K K处处理理后后,用用pH8.0pH8.0的的TrisTris饱饱和和酚酚抽提,获得抽提,获得DNADNA粗制品粗制品第38页,讲稿共88张,创作于星期二第39页,讲稿共88张,创作于星期二二、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
16、水水解解步步骤骤同同酚酚抽提法,但不进行酚的抽提。抽提法,但不进行酚的抽提。第40页,讲稿共88张,创作于星期二三、玻棒缠绕法玻玻棒棒缠缠绕绕法法是是在在Bowtell(1987)Bowtell(1987)方方法法的的基基础础上上经经改改进而来进而来第41页,讲稿共88张,创作于星期二四、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、操操作作简便的简便的DNADNA快速提取法广泛使用。快速提取法广泛使用。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第42页,讲稿共88张,创作于星期二五、DNA
17、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 柱柱层层析析法法(column column chromatographychromatography)第43页,讲稿共88张,创作于星期二第44页,讲稿共88张,创作于星期二六、DNA片段的回收原则与要求原则与要求:1.1.提高片段的回收率提高片段的回收率 2.2.清除回收的清除回收的DNADNA样品中的杂质样品中的杂质第45页,讲稿共88张,创作于星期二(二)(二)从聚丙烯酰胺凝胶中回收从聚丙烯酰胺凝胶中回收DNADNA片段片段(一)(一)从琼脂糖凝胶中回收从琼脂糖凝胶中回收DNADNA片段片段第46页,讲稿共88张
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