❶ 提取RNA时如何去除DNA的污染
提取RNA时如何去除DNA的污染的方法:
注意实验室的标准化问题,注意污染的存在,同时严格按照说明书上的操作应该没有
问题。发现DNA污染,用DNAse I 消化1小时,37度
离心取上清的时候,一定要小心不要取到中间的膜和下面的液体。
直接加NaOH溶液与提取液混合搅拌,然后离心就可以了.因为RNA可溶于NaOH溶液,而DNA不可溶,离心后的上清液就不含有DNA了。
RNA提取步骤:
1. 匀浆处理:
①组织 将组织在液氮中磨碎,每50-100mg组织加入1ml TRIzol,用匀浆仪进行匀浆处理。样品体积不应超过TRIzol体积10%。
②单层培养细胞 直接在培养板中加入TRIzol裂解细胞,每10cm2面积(即3.5cm直径的培养板)加1ml,用移液器吸打几次。TRIzol的用量应根据培养板面积而定,不取决于细胞数。TRIzol加量不足可能导致提取的RNA有DNA污染。
③细胞悬液 离心收集细胞,每5-10×106动物、植物、酵母细胞或1×107细菌细胞加入1ml TRIzol,反复吸打。加TRIzol之前不要洗涤细胞以免mRNA降解。一些酵母和细菌细胞需用匀浆仪处理。
2. 将匀浆样品在室温(15-30℃)放置5分钟,使核酸蛋白复合物完全分离。
3. 可选步骤:如样品中含有较多蛋白质,脂肪,多糖或胞外物质(肌肉,植物结节部分等)可于2-8℃10000×g离心10分钟,取上清。离心得到的沉淀中包括细胞外膜,多糖,高分子量DNA,上清中含有RNA。处理脂肪组织时,上层有大量油脂应去除。取澄清的匀浆液进行下一步操作。
4. 每使用1ml TRIzol加入0.2ml氯仿,剧烈振荡15秒,室温放置3分钟。
5. 2-8℃10000×g离心15分钟。样品分为三层:底层为黄色有机相,上层为无色水相和一个中间层。RNA主要在水相中,水相体积约为所用TRIzol试剂的60%。
6. 把水相转移到新管中,如要分离DNA和蛋白质可保留有机相,进一步操作见后。用异丙醇沉淀水相中的RNA。每使用1ml TRIzol加入0.5ml异丙醇,室温放置10分钟。
7. 2-8℃10000×g离心10分钟,离心前看不出RNA沉淀,离心后在管侧和管底出现胶状沉淀。移去上清。
8. 用75%乙醇洗涤RNA沉淀。每使用1ml TRIzol至少加1ml 75%乙醇。2-8℃不超过7500×g离心5分钟,弃上清。
9. 室温放置干燥或真空抽干RNA沉淀,大约晾5-10分钟即可。不要真空离心干燥,过于干燥会导致RNA的溶解性大大降低。加入25-200μl无RNase的水或0.5%SDS,用枪头吸打几次,55-60℃放置10分钟使RNA溶解。如RNA用于酶切反应,勿使用SDS溶液。RNA也可用100%的去离子甲酰胺溶解,-70℃保存。
注意事项:
从少量样品(1-10mg组织或102-104细胞)中提取RNA时可加入少许糖原以促进RNA沉淀。例如加800ml TRIzol匀浆样品,沉淀RNA前加5-10μg RNase-free糖原。糖原会与RNA一同沉淀出来,糖原浓度不高于4mg/ml是不影响第一链的合成,也不影响PCR反应。
匀浆后加氯仿之前样品可以在-60至-70℃保存至少一个月。RNA沉淀可以保存于75% 酒精中2-8℃一星期以上或-5至-20℃一年以上。
分层和RNA沉淀时也可使用台式离心机,2600×g离心30-60分钟。
预期产量:1mg组织或1×106细胞提取RNA分别为:
肝和脾6-10μg,肾3-4μg,骨骼肌和脑组织1-1.5μg,胎盘1-4μg,上皮细胞8-15μg,成纤维细胞5-7μg 。
❷ 电泳缓冲液加到什么位置
电泳缓冲液加到一样的位置。
电泳缓冲液的主要作用是使胶的导电性和体系的一致,这样跑出的条带才会一致;加样缓冲液的主要作用是使PCR产物与其混合,使DNA沉于加样孔的底部,防止DNA跑出来。
许多批号的试剂级甲酰胺,其纯度符合使用要求,无须再进行处理。不过,一旦略呈黄色,则应用在磁力搅拌器上将甲酰胺与Dowex XG8混合床树脂共同搅拌1小时进行去离子处理,并用Whatman 1号滤纸过滤2次,去离子甲酰胺分装成小份,充氮存于-70℃。
作用
缓冲液在电泳过程中的一个作用是维持合适的pH。电泳时阳极与阴极都会发生电解反应,阳极发生的是氧化反应(4OH--4e->2H2O+O2),阴极发生的是还原反应(4H++4e->2H2),长时间的电泳将使阳极变酸,阴极变碱。
电泳缓冲液的另一个作用是使溶液具有一定的导电性,以利于DNA分子的迁移,例如,一般电泳缓冲液中应含有0.01-0.04mol/L的Na+离子,Na+离子的浓度太低时电泳速度变慢;太高时就会造成过大的电流使胶发热甚至熔化。
❸ 甲酰胺使DNA变性的原理是什么
变性原理:尿素及复甲酰胺:它制们可与碱基间形成氢键
加热:高温(70℃以上)可破坏碱基间的氢键。
离子强度:提高溶液的离子强度,可中和DNA分子链上磷酸基团的负电荷,降低它们之间的排斥力,稳定DNA的结构。
极端的pH值:pH<1时,DNA的磷酸二酯键会被水解;pH>11.3时,DNA的所有氢键断裂。
疏水作用:甲醇可增加碱基的溶解度,三氟醋酸钠可降低DNA分子的疏水作用,破坏双螺旋结构引起变性。
尿素及甲酰胺:它们可与碱基间形成氢键。
碱基堆积:氢键和碱基堆积是一致的,碱基堆积是一种协同作用,处于中间的碱基比两边的碱基稳定.
❹ 组织研碎后Trizol一般裂解多长时间
trizol说明书里好像不是很详细,用起来效果也一般。还是往圣的typhon好用,说明书也很详细。
RNA的提取
准备试剂
氯仿,异丙醇,75%乙醇,无RNase的水或0.5%SDS(溶液均需用DEPC处理过的水配制)。
操作步骤
1.匀浆处理
a、组织:将组织在液氮中磨碎,每50-100mg组织加入1ml Typhon;肝脏、脑等柔软组织用匀浆仪进行匀浆处理。然后加入1mlTyphon,反复轻柔吹打,直至溶液不抽丝,样品体积不应超过Typhon体积10%。
b、单层培养细胞:去除细胞培养基,PBS冲洗一次,直接在培养板中加入Typhon裂解细胞,每250px2面积加1ml,用移液器吸打几次,转移至1.5ml离心管,反复吹打,直至溶液不抽丝。Typhon的用量应根据培养板面积而定。Typhon加量不足可能导致提取的RNA有DNA污染。
c、细胞悬液:离心收集细胞,每5-10×106动物、植物、酵母细胞或1×107细菌细胞加入1ml Typhon,反复吸打直至溶液不抽丝。加Typhon之前不要洗涤细胞以免mRNA降解。一些酵母和细菌细胞需用匀浆仪处理。
2.将匀浆样品在室温(15-30℃)放置5分钟,使核酸蛋白复合物完全分离。
3.可选步骤:如样品中含有较多蛋白质,脂肪,多糖或胞外物质(肌肉,植物结节部分等)可于2-8℃ 12000×g离心10分钟,取上清。离心得到的沉淀中包括细胞外膜,多糖,高分子量DNA,上清中含有RNA。处理脂肪组织时,上层有大量油脂应去除,取澄清的匀浆液进行下一步操作。
4.第一步每使用1ml Typhon加入0.2ml氯仿,轻柔振荡或吹吸15秒,室温放置3分钟。
5.2-8℃ 12000×g离心15分钟。样品分为三层:底层为黄色有机相,上层为无色或淡黄色水相,中间为固相。RNA主要在水相中,水相体积约为所用Typhon试剂的60%。
6.把水相转移到新管中(如要分离DNA和蛋白质可保留有机相),用异丙醇沉淀水相中的RNA。每使用1ml Typhon加入0.5ml异丙醇,室温放置10分钟。
7.2-8℃ 10000×g离心10分钟,离心前看不出RNA沉淀,离心后在管侧和管底出现胶状沉淀。移去上清。
8.用75%乙醇洗涤RNA沉淀。每使用1ml Typhon至少加1ml 75%乙醇。2-8℃不超过7500×g离心5分钟,弃上清。
9.室温放置干燥或真空抽干RNA沉淀,不要晾得过干,否则不易溶解,大约晾5-10分钟。加入25-200μl无RNase的水或0.5%SDS(本公司均有售),用枪头吸打几次,55-60℃放置10分钟使RNA溶解。如RNA用于酶切反应,勿使用SDS溶液。RNA也可用100%的去离子甲酰胺溶解。-70℃保存。
RNA的提取注意事项
1.从少量样品(1-10mg组织或102-104细胞)中提取RNA是可加入少许糖原以促进RNA沉淀。例如加800μl Typhon匀浆样品,离心取上清液后,异丙醇沉淀RNA前加5-10ug RNase-free糖原。糖原会与RNA一同沉淀出来,糖原浓度不高于4mg/ml不影响第一链的合成,也不影响PCR反应。
2.匀浆后加入Typhon,加氯仿之前样品可在-60—-70℃保存至少一个月。RNA沉淀可保存在75%酒精中2-8℃一个星期以上或-5—-20℃一年以上。
3.分层和RNA沉淀时也可使用低速台式离心机,2600×g离心30-60分钟。
RNA的提取常见问题分析
得率低:
A.样品裂解或匀浆处理不彻底
B.RNA沉淀未完全溶解
A260/A280<1.65:
A.检测吸光度时,RNA样品没有溶于水,而溶于了TE中。低离子浓度和低pH值条件下A280值偏高。
B.样品匀浆时加的试剂量太少。
C.匀浆样品时未在室温放置5分钟。
D.吸取水相时混了有机相。
E.RNA沉淀未完全溶解。
RNA降解:
A.组织取出后没有马上处理或冷冻
B.待提取RNA的样品没有保存于-60至-70℃,而保存在了-5至-20℃
C.细胞在胰酶处理时过度
D.溶液或离心管未经RNase去除处理
E.电泳时使用的甲醛pH值低于了3.5
DNA污染:
A.样品匀浆时加的试剂量太少
B.样品中含有有机溶剂(如乙醇,DMSO等),强缓冲液或碱性溶液
蛋白聚糖和多糖污染:
沉淀RNA的过程中作以下改进可去除这些污染,步骤7中,每使用1mlTyphon在水相中加0.25ml异丙醇和0.25ml高盐溶液(0.8M柠檬酸钠和1.2MNaCl)混合离心,按之前操作进行。这种方法可使蛋白聚糖和多糖留在溶液中,高效沉淀出纯RNA。从含有大量多糖的植物中提取RNA时应在匀浆后离心,加入以上操作步骤。
DNA的分离
准备试剂
乙醇、0.1M柠檬酸钠(含10%乙醇)、75%乙醇、8mM NaOH
操作步骤
1.样品加氯仿分层后,移去上层水相,用乙醇沉淀中间层和有机相中的DNA。每使用1mlTyphon加0.3ml无水乙醇混匀,室温放置3分钟,2-8℃不超过2000×g离心5分钟。
2.移去上清,(如需要分离蛋白质,可保留,进一步操作见后)用含10%乙醇的0.1M柠檬酸钠洗涤DNA沉淀。每用1mlTyphon加入1ml柠檬酸钠,室温放置30分钟,2-8℃2000×g离心5分钟,弃上清,重复一次。
3.用75%乙醇再洗一遍DNA沉淀,每使用1mlTyphon加入1.5-2ml75%乙醇,室温放置10-20分钟(不时颠倒混合)2-8℃2000×g离心5分钟,弃上清。
4.室温放置晾干DNA5-15分钟,用8mMNaOH溶解DNA。从50-70mg组织或10细胞中分离的DNA溶于300-600μl8mMNaOH,DNA的浓度通常为0.2-0.3μg/μl。提取的DNA沉淀不易溶于水和Tris缓冲液中,建议用弱碱溶解,8mMNaOH的pH值为9,溶解DNA后可用TE、HEPES调节pH。从某些样品(尤其是组织)中提取的DNA中可能包含一些胶状不溶物,可>12000×g离心10分钟除去。
DNA的定量
取一份溶于8mMNaOH的DNA加水测A260值。一单位A260值相当于50μg/ml双链DNA。理论上,人、大鼠、小鼠1×106二倍体细胞含DNA的量约分别为7.1μg,6.5μg,5.8μg。
分离DNA的应用
1.用于PCR 溶于8mMNaOH的DNA用0.1MHEPES调pH至8.4,取0.1-1μgDNA用作PCR模板。
2.酶切反应 用HEPES或1mMEDTA调节pH至适当值。每μgDNA使用3-5单位的酶,酶用量为3-5 IV/mgDNA。
DNA分离注意事项
1.DNA在中间层和有机相中时可在2-8℃保存过夜。
2.DNA沉淀在75%乙醇中2-8℃可保存数月。
3.DNA在8mMNaOH溶液中4℃可放置过夜,如长期保存需用HEPES调节pH至7-8并且加EDTA至1mM可置于4℃或-20℃长期保存。
DNA的分离常见问题分析
得率低
A.样品匀浆和裂解的不彻底
B.最终得到的DNA沉淀没有完全溶解
A260/A280<1.70
A.检测吸光度时,RNA样品没有溶于水,而溶于了TE中
B.酚除去不彻底,可用0.1M柠檬酸钠(含10%乙醇)再洗一遍DNA沉淀。
DNA降解
A.组织取出后没有马上处理或冷冻
B.待提取RNA的样品没有保存于-60至-70℃,而保存在了-5至-20℃
C.样品匀浆时使用了高速匀浆仪
RNA污染
A.氯仿分层后水相未完全去除
B.DNA沉淀用0.1M柠檬酸钠(含10%乙醇)洗脱不彻底
蛋白质的分离
准备试剂
异丙醇、含0.3M盐酸胍的95%乙醇、无水乙醇、1%SDS
操作步骤
1.取沉淀DNA后剩余的上清,用异丙醇沉淀蛋白质。每使用1mlTyphon加1.5ml异丙醇,室温放置10分钟,2-8℃12000×g离心10分钟弃上清。
2.用含0.3M盐酸胍的95%乙醇洗涤蛋白质沉淀。每使用1mlTyphon加2ml洗涤液,室温放置20分钟,2-8℃7500×g离心5分钟,弃上清,重复两次。用2ml无水乙醇同样方法再洗一次。
3.真空抽干蛋白质沉淀5-10分钟,用1%SDS溶解蛋白质,反复吸打,50℃水浴使其完全溶解,不溶物2-8℃10000×g离心10分钟除去。分离得到的蛋白质样品可用于Westernblot或-5--20℃保存备用。
蛋白质的提取注意事项
1.蛋白质沉淀可保存在含0.3M盐酸胍的95%乙醇或无水乙醇中2-8℃一个月以上或-5--20℃一年以上。
2.用0.1%SDS在2-8℃透析三次,10000×g离心10分钟取上清即可用于Western blot。
蛋白质的提取常见问题分析
得率低:
A.样品裂解或匀浆处理不彻底
B.最后得到的蛋白质沉淀未完全溶解
蛋白质降解:
组织取出后没有马上处理或冷冻
电泳时条带变形:
蛋白质沉淀洗涤不充分
❺ 甲酰胺的性质
沸点:210℃(180°C开始部分分解成一氧化碳和氨气)
熔点:2-3℃
闪点:154°C
比重:1.1334(20°C)。
折射率:1.4468
溶解情况:能与水和乙醇混溶,微溶于苯、三氯甲烷和醚。
性状与味道:无色透明油状液体,略有氨味。
其他:本品具有吸湿性。
化学性质 有甲酰基和一个酰胺基各显示其化学性质,还有一个酰胺键
❻ 请问有谁知道核酸引物和探针PAGE纯化的步骤
第20章 细胞基因分离鉴定和原位杂交
第一节 细胞DNA、RNA的分离鉴定技术
一、培养细胞基因组DNA的提取及鉴定
人和哺乳动物细胞基因组DNA的分离通常是在有EDTA、Sarkosye等一类去污剂存在下,用蛋白酶K消化细胞,随后用酚、氯仿抽提,经RNase处理和纯化来提取DNA,可用于细胞凋亡中对所引起DNA断裂、凝胶电泳呈现“梯形”条带的实验,在细胞凋亡章节中已介绍了有关DNA的提取和凝胶电泳鉴定,除此之外,提取纯化的DNA还可用于分析其结构,序列限制性内切酶片断长度多态性及其基因定位和克隆。
(一)DNA提取方法:
(1)取单层细胞,经无钙、镁PBS洗一次,用0.25%胰蛋白酶消化,细胞悬液经PBS洗2次,弃上清,取细胞沉淀。
(2)加入2ml细胞裂解液(10mM Tris HCL,pH8.0,0.1mol/L EDTA,10mmol/L NaCL,1%SDS)充分混匀,加入蛋白酶K至终浓度为0.5~1g/L、Sarkosye终浓度为0.5%,混匀裂解蛋白呈糊状。
(3)50℃水浴2小时,转入37℃水浴过夜,次日加入等体积的饱和酚,轻轻颠倒混匀,以防止DNA断裂,约3分钟。
12000r/min离心15分钟(室温)
(4)取水相,再加入等体积酚/氯仿(1:1),同样颠倒混匀,去除蛋白质
12000 r/min离心15分钟(室温)
(5)再重复步骤(4),再用等体积酚/氯仿(1:1)抽提一次
(6)取水相,再加入等体积氯仿,去除酚及蛋白质,颠倒混匀
12000 r/min离心15分钟(室温)
(7)取水相,加入2倍体积的预冷无水乙醇,沉淀DNA,混匀-20℃放置1小时
12000 r/min离心15分钟(室温)
(8)用70%乙醇洗涤一次,按上法离心将沉淀真空干燥10分钟。
(9)加入RNase A至终浓度100mg/L,37℃水浴消化1小时,消化污染的RNA。
(10)加入蛋白酶K至终浓度0.4g/L、Sarkosye至终浓度0.5%,混匀,50℃水浴2小时,加入Nace至终浓度10mmol/L。
(11)用等体积饱和酚各抽提一次,步骤同前。
(12)吸上清,加入氯仿/异戊醇(24:1),按上法再抽一次。
(13)取水相,加入2倍体积预冷无水乙醇,-20℃ 1小时。
(14)取沉淀用70%乙醇洗一次,真空干燥10分钟后溶于少量TE中,4℃贮存。
(二)DNA纯度检测及含量计算
DNA浓度用紫外分光光度计测定,核酸的光吸收值位于波长260nm处,蛋白质则位于280nm,分别测定后,其OD260/OD280的比值应大于1.75.低于此值,说明DNA中仍残留较多的蛋白质,此时可用酚、氯仿继续抽提纯化。若比值大于1.9表明DNA链破坏,断裂严重,已成为小分子,因此操作应轻柔。
取少许DNA溶液,经紫外线扫描,吸收峰值位于波长260nm处,其纯度应为OD260/OD280=1.8
OD260值为1的溶液大约含50μg/mL DNA,故DNA的浓度(μg/mL)=OD260值×50mg/L×稀释倍数。
DNA总量(μg)=DNA浓度(μg/mL)×总体积(mL)
DNA分子量大小测定,可用含溴化乙锭的1%琼脂凝胶电泳法测定,根据加入标准品片断的电泳迁移距离计算样品片断分子量大小,此技术还可用作分离基因组DNA,进一步进行Southern吸印分析。
二、培养细胞总RNA的提取及鉴定
细胞中含有三类RNA即rRNA、mRNA和tRNA,其中mRNA传递蛋白质全部遗传信息是克隆表达功能性蛋白基因的最佳来源,是蛋白质合成的场所,有特殊意义,不同的细胞所表达某种蛋白的mRNA的种类和产量是不同的,为了提高细胞转录的mRNA的种类和产量,通常需加入诱导剂来对细胞进行刺激培养,如抗原、病毒、PHA、ConA、LPS等。
提取细胞总RNA的方法,常用强烈变性剂如盐酸胍溶液处理细胞,我们在细胞凋亡的bcl-2基因的RT-PCR法基因克隆中介绍了异硫氰酸胍一步法,但不纯,本文介绍用盐酸胍来裂解细胞可导致细胞结构破坏,核蛋白二级结构破坏,可利于提取总RNA,也可从总RNA中提取mRNA,从而分析mRNA表达量,建立cDNA文库,以及对mRNA的调控和进行反义RNA研究。
变性液:7mol/L盐酸胍,25m mol/L棕檬酸钠pH7.0,0.5%Sarkosye,0.1mol/L β-巯基乙醇。
水平衡酚:在饱和酚中加入等体积DEPC处理的三蒸水(或新鲜无菌的三蒸水)混匀后去除水相,再重复处理二次即可。
所用玻璃、塑料制品、金属器材可用0.1% DEPC水浸泡过夜后消毒无菌,其中玻璃、金属器材也可用180℃干烤6小时,以去除被污染的RNA酶。
(一)总RNA的提取方法:
1、消化收集细胞方法同前。
2、向离心管中的细胞沉淀物中加1.5mL变性液,立即充分混匀。
3、加入1.5mL水平衡酚、0.15ml 2mol/L乙酸钠PH4.0、以及0.05mL氯仿,剧烈振荡混匀30秒后,立即置冰上放置15分钟,4℃ 12000r/min离心15分钟。
4、取水相,加入等体积酚/氯仿(1:1)混匀,剧烈振荡10分钟,4℃12000rpm离心15分钟。
5、取水相,加入等体积氯仿,剧烈振荡10分钟,再同上离心,再如此反复抽提一次后取水相,加入等体积的预冷的异丙醇(或异戊醇)混匀,低温放置20分钟,再同上离心。
6、取沉淀用70%预冷乙醇洗两次,干燥10分钟,溶于DEPC处理的三蒸水中以溶解RNA,分装,-20℃冻存。
(二)总RNA的鉴定及含量计算
1、RNA纯度及含量测定
取少量提取的RNA,经紫外线扫描,吸收峰位于波长260nm处,RNA纯度为OD260/OD280=1.8~2。
OD260值为1的RNA溶液约含有40μg/mL,故RNA浓度(μg/mL)=OD260值×40μg/mL×稀释倍数。
2、RNA分子量大小鉴定
2.1 配液:
(1)10×MOPS电泳缓冲液配制
将41.2g[2-(N-玛琳代)丙磺碱,2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid,MOPS]溶于800mL经DEPC处理的50mmol/L乙酸钠液中,用2mol/L NaoH调整pH至7.0,加入20mL经DEPC处理的0.5mol/L EDTA(pH8.0),再加经DEPC处理的水至总体积为1000mL过滤除菌,避光室温保存。
(2)甲醛加样缓冲液:1mmol/L EDTApPH8.0、0.25%溴酚兰、0.25%二甲苯青FF、
50%甘油
2.2 操作步骤:
(1)制平板胶:1.2%琼脂糖煮沸,冷却至60℃,加入10×MOPS缓冲液及甲醛溶液,使三者的比例为3.5:1.1:1,或三者的终浓度分别为1.2%、1及10%,于室温放置30分钟或更长时间,使胶凝固。
(2)在无菌离心管中混合下列液体。
RNA(最多30μg) 4.5uL
10×MOPS电泳缓冲液 1.0uL
甲醛 3.5uL
65℃温育15分钟,水浴冷却、离心
(3)加入2ul DEPC处理的加样缓冲液上样,进行电泳,5V/cm电压,3小时直到溴酚兰至胶的中部,可用已知RNA标本作分子量标准品,如28srRNA或9S兔β-球蛋白mRNA。
(4)电泳完毕,取出凝胶,浸泡在溴化乙锭溶液中(终浓度0.5g/L)染色30~45分钟,紫外透射仪观察分子量大小。
第二节 核酸蛋白转移电泳及杂交
一、DNA Southern Blot及杂交
本技术可用于基因组DNA特定序列定位,尤其可分析某些基因的限制性内切酶长度多态性,对遗传性疾病的早期基因诊断、产前诊断或基因变异等方面的研究有应用价值,其过程包括:样品DNA内切酶水解、水解片断的琼脂糖凝胶电泳分离、分离后水解片断的转移(固定)、特异性DNA片断的分子杂交及放射自显影。
(一)样品DNA内切酶水解
限制性内切酶(RE)可裂解双链DNA,每种酶其特点是具有高度特异性的DNA裂解点和不同电离子强度的特殊反应条件。不同产品其反应条件不同,应根据说明书操作。单位(U)RE活性是在37℃ 1小时内能将1μg DNA所有特异性位点切断的酶用量。若用两种以上不同的内切酶,要注意RE的最适盐浓度,要由低向高逐级添加适量盐逐个进行DNA切割。
1、配液:10×限制性酶消化缓冲液
10×buffer O—无盐:100mmol/L Tris HCL pH7.4
1mg/mL BSA
100mmoL/L MgCL2
10mmol/L DTT(二硫苏糖醇)
10×bnffer L—低盐:缓冲液O
0.5mol/L Nacl
10×bnffer H—高盐:缓冲液O
1.0mol/L Nacl
2、操作步骤:
(1)将DNA(0.2~1.0μg)溶液加入EP管中,并加入适量H2O总体积为18μL,混匀。
(2)加入2mL 10×限制酶缓冲液,根据厂家建议的盐浓度选择不同的缓冲液。
(3)加1~2U限制性内切酶充分混合。
(4)37℃温育适当时间,时间需先进行预试验,摸索所需消化的时间,通常用琼脂糖凝胶电泳鉴定,酶解充分,各片断分子量从大到小分布均匀。
(5)加入0.5mol/L EDTA pH8.0使达到终浓度为10mmol/L终止反应。
(6)消化后的DNA直接进行琼脂糖电泳,方法同前,可用于分析或Southern Blot。
(二)Southern Blot及杂交。
将经电泳走在琼脂糖中的DNA变性、中和后,以毛细管作用在高盐缓冲液中转移至硝酸纤维膜上,再用放射性探针检测与之杂交的DNA。
1、配液:
(1)变性溶液:1.5mol/L Nacl 0.5mol/L NaoH
(2)中和溶液:200mL 20×SSC
100mL 1mol/L HCL
100mL 1mol/L Tris HCL pH8.0加水至500mL。
(3)20×SSC: 在800mlH2O中溶解175.3g Nacl和88.2g柠檬酸钠,加入数滴10mol/L NaoH调pH至7.0加水至1000ml,高压消毒灭菌。
(4)预杂交液:12.5mL 1mol K3 PO4 pH7.4
125mL 20×SSC
25mL 100×Denhardt'S溶液
5mL 5mg/mL鱼精DNA
250mL 100%去离子甲酰胺
82.5mL H2O(总体积为500mL)
(5)100×Denhardt'S液:10g聚蔗糖(Ficoll400)
10g聚乙烯吡咯烷硐
10g牛血清白蛋白(组分V)
加H2O至500ml
2、操作步骤(如图20-1):
图20-1 Southern Blot装置图
(1)内切酶消化的DNA,总体积为50uL,加入10uL加样缓冲液进行12-24琼脂糖电泳。
(2)用溴化乙锭染色,紫外灯下观察并照像,在胶的旁边放一尺子。
(3)将电泳胶取出,用以下各溶液浸泡处理,同时轻轻摇动:
500mL 0.2mol/L HCL 10分钟,水洗若干次
500mL变性液中浸泡15分钟×2
500mL中和溶液浸泡30分钟。
(4)剪一张硝酸纤维素膜,每边小于胶3mm。
(5)剪3~5层滤纸,大小每边比硝酸纤维膜小7mm,再剪一张滤纸,比胶的宽度长30~40cm,在一盘中加入数百毫升20×SSC,盘上搭一块玻璃,滤纸可从玻璃双侧浸到盘中的溶液。
(6)逐层放置滤纸、凝胶、硝酸纤维素膜,其上再铺滤纸及吸水纸,并加以重物,胶和硝酸纤维膜之间不可有气泡,转移24~36小时
(7)取出该膜,用圆珠笔标记方向,放入2×SSC中5分钟,用滤纸吸干,80℃烘烤2小时。
(8)将该转移膜放在塑料袋中,加入6~10mL预杂交液,排出气泡,封口,42℃ 3小时或过夜。
(9)将标记的DNA探针煮沸5分钟,立即冷却,加入杂交液中,浓度为5×105 CPM/ML。
(10)倒去预杂交液,加入含探针的杂交液封口,42℃ 6h或过夜。
(11)取出转移膜,按以下条件洗膜
1×SSC,0.1%SDS室温2×15分钟
0.25SSC,0.1%SDS,42℃ 2×15分钟,气中干燥。
(12)将杂交后的膜曝光于X光片,暗盒中放射自显影2~7天,-70℃。
(13)X片显影、定影,然后读片
结果分析:此杂交技术可以对基因结构进行分析。杂交阴性带的大小,分布规律及根据带条信号强度测量其含量。
二、RNA Northern Blot及杂交
此法是将RNA分子在变性琼脂糖凝胶中可相互分离,随后将RNA转移至硝酸纤维素滤膜上,用放射性标记的探针进行DNA-RNA杂交,此法是研究RNA(特别是mRNA)的主要方法之一,可测量RNA的含量和大小。
1、配液:Northern 预杂交液:12.5m 1mol/L K3PO4 pH7.4
125mL 20×SSC
25mL 100×Danhardt's液
5mL 5mg/mL 鱼精DNA
250mL 100%去离子甲酰胺
加H2O 至500mL-20℃贮存
Northern 杂交液:500mL预杂交液加入标记探针及10%磷酸葡聚糖。
2、操作步骤:
(1)RNA变性电泳方法同前
(2)待溴酚兰走至胶的中部时,用水清洗胶数次,放置于500mL 10×SSC中浸泡45分钟,轻轻摇动。
(3)测量胶的大小,按下列顺序,从下向上为①横跨玻璃双侧的滤纸,双边可浸至20×SSC溶液;②胶;③硝酸纤维素滤膜;④亲和层吸纸;⑤吸水纸;⑥重物、转移4~6小时。
(4)取出滤膜80℃烘烤2小时。
(5)用6~10mL Northern预杂交液,42℃预杂交过夜。
(6)将已标记的探针煮沸,立即冷却,加入6~10mL Northern杂交液。
(7)去除预杂交液,加入含探针的杂交液,42℃,杂交过夜。
(8)按下列条件洗膜:1×SSC 0.1%SDS室温2×15分钟
0.25×SSC 0.1%SDS室温2×15分钟
(9)曝光于X光片暗盒中放射自显影1天。显影,定影,根据自显影条带的位置判定特定片断的位置和顺序,也可测含量。
三、蛋白Western Blot及分析
此项技术是一种蛋白质的固定和分析技术,是将已用聚丙烯酰胺凝胶或其它凝胶或电泳分离的蛋白质转移到硝酸纤维滤膜上,固定在滤膜上的蛋白质成分仍保留抗原活性及与其它大分子特异性结合的能力,所以能与特异性抗体或核酸结合,其程序Sonthern Blot相似,故称为Western Blot,第一抗体与膜上特异抗原结合后,再用标记的二抗(同位素或非同位素的酶)来检测,此方法可检测1ng抗原蛋白。
1、配液:
(1)转移电泳缓冲液:20mmol/L Tris HCL pH8.0
150mmol/L 甘氨酸
加14.5g Tris粉 67.08g甘氨酸于4L水中,加入1200mL
甲醇,加水至6L
(2)丽春红S溶液:0.5%丽春红S
1%乙酸
2、操作步骤(如图20-2):
图20-2 Western Blot装置图
(1)用已制备好的SDS-PAGE分离的蛋白凝胶。
(2)用一张滤纸,剪成与胶同样大小,在转移电泳缓冲液中预湿,放在Scotch-Brit Pad上,在胶的阴性端放上滤纸,胶的表面用该缓冲液浸湿,排出所有气泡。
(3)在胶的阳极面放置同样大小浸湿的硝酸纤维素膜,排出气泡,再在滤膜的阳极端放置一张滤纸,排出气泡,再放一个Scotch-Brit Pad。
(4)将以上“三明治”样装置放入一个塑料支撑物中间,将支撑物放入电转移装置中,加入电转移缓冲液。
(5)接通电源:使胶上的蛋白转移到硝酸纤维素膜上,电压为14V 4℃转移4小时或过夜。
(6)将滤膜放入丽春红S溶液中5分钟,蛋白染色水中脱色2分钟,照像,用印度墨水将分子量标准染色,在水中完全脱色。
(7)将滤膜放在塑料袋中,每3张加入5mL封闭缓冲液(1克速溶去脂奶粉溶于100ml PBS中),封闭特异性抗体结合位点,室温1h,摇动,倒出封闭缓冲液。
(8)在封闭缓冲液中稀释第一抗体,加入后室温放置1小时,将滤膜转到塑料盒中,用200mL PBS洗四次,摇动。
(9)在封闭缓冲液中稀释辣根过氧化物酶标记的二抗,重复步骤8。
(10)将滤膜放在100mL新配制的DAB底物溶液中,大约2~3分钟就可显色,用水冲洗终止反应、照像。
结果分析:分析阳性(显色)条带的分子量大小,而且根据信号(颜色)强弱分析蛋白表达量。
第三节 细胞的原位杂交技术
原位杂交(ISH)是一种可在细胞涂片、组织切片以及分裂中期染色体带中检测DNA或RNA的技术,此方法原理是由DNA或RNA的序列与互补的标记单链DNA/RNA探针结合形成标记的双链杂交分子,本技术可对组织细胞原位的待测核酸分子进行定性,定量及定位分析。在细胞分化调节、基因定位、肿瘤遗传学、分子病理学、病毒学等领域得到广泛应用。经典的原位杂交技术包括载玻片处理,组织细胞的固定,探针的制备或选购,原位杂交,洗涤以及检测,其中探针制备技术不属于本章专业技术,故不作具体评叙,略交待制备使用原则。本章节主要介绍培养细胞的原位杂交技术。
一、探针的制备原则和选择
探针为RNA或双链、单链DNA,双链探针较单链探针有很多缺点,探针必须变性、复性,降低了探针杂交效率,双链探针在溶液中形成长的链状结构倾向,限制了它的组织穿透能力。适用于基因组DNA杂交。由于原位杂交的探针将与高密度的细胞融合,因此,需要减短探针的长度或增加探针的浓度,但是过高浓度的探针往往会增加非特异性结合,因此每种探针应选择适当的浓度。
探针的获得常采用随机引物延伸法的PCR合成和扩增,可获大量的DNA探针,或利用带有噬菌体强启动子多克隆位点的质粒载体来合成RMA探针,也可利用质粒菌扩增质粒,经酶切后纯化的基因片断,均可以获得制备探针原料。这些探针可以用同位素标记,也可以用非同位素标记,即光敏生物标记或地高辛配基标记于脱氧脲嘧啶三磷酸核苷(dUTP)上形成的地高辛-dUTP,可通过随机引物或缺口平移法与探针的核酸分子相连,构成地高辛一配基标记的核酸探针。比探针可用抗地高辛抗体偶联酶或荧光素通过松体结合和底物显色或产生荧光来检测。
这些探针基本均有市售,无需自行制备,只要根据说明书使用即可。
二、载玻片和盖玻片预处理
为了防止探针的非特异贴附而保证细胞粘附而需处理:
1、用于检测RNA的载玻片的处理
(1)用0.1mol/L HCL洗载玻片20分钟,再用无水乙醇洗数次使其干燥。
(2)在下列溶液中,65℃处理2小时
3×SSC 0.02%FicoLL400 0.02%聚乙稀吡咯烷酮(PVP)。
(3)固定在乙醇/乙酸(3:1 V/V)20分钟,180℃烘烤2小时。
2、用于检测DNA的载玻片的处理
以TESPA(three-amino-propyl-triethoxy-silane)涂载玻片。
3、对于盖玻片:于0.1mol/L HCL中浸泡20分钟,用无水乙醇洗,干燥后用二甲基氯化硅硅化,180℃烤2小时。
三、组织细胞固定
理想的细胞固定过程应该保护细胞形态,同时确保目的基因DNA或RNA序列暴露。对于RNA-RNA原位杂交有效的固定剂是4%多聚甲醛和PLPD(磷酸缓冲液PBS、赖氨酸、过碘酸盐及重酪酸盐)。
1、涂片细胞原位杂交固定
(1)用含有0.02%EDTA的PBS洗涤细胞,于0.1%胰蛋白酶消化,收获细胞计数,涂载玻片上。
(2)若检测RNA,固定于4%多聚甲醛pH7.0,在4℃下放60分钟,PBS洗5分钟,系列乙醇脱水干燥,-20℃保存。
(3)若检测DNA,固定在4%多聚甲醛16~24小时,0.1mol/L Tris-HCL pH7.4洗2×5分钟,浸泡在下述溶液中2×5分钟:
0.25%(v/v)Tritonx-100;0.25%(v/v)Nonidet P40;0.1mol/L Tris-HCL pH7.4;再用0.1mol/L Tris-HCL pH7.4洗2×5分钟。
(4)在100μg/ml蛋白酶K,50mmol/L Tris-HCL PH8.0,5mmol/L EDTA溶液中,37℃处理10分钟,再用含有甘氨酸的0.1mol/L Tris-HCL PH7.4洗2×5分钟。
(5)在20%(v/v)乙酸中40℃处理15分钟,0.1mol/L Tris-HCL PH7.4洗2×5分钟。
注意:对于DNA-DNA原位杂交多聚甲醛或福尔马林均可,但对于地高辛检测法必须用4%多聚甲醛,固定至少16小时,而且用蛋白酶K处理,这样可明显减少背景染色。
四、原位杂交
原位杂交与盐浓度、温度、甲酰胺浓度、pH等有关,DNA复性的温度是16~32℃,DNA-RNA原位杂交,25℃最佳,RNA-DNA杂交,可用较高温度,在pH5~9范围内复性率基本上与pH无关。最好选用温和的碱性条件。甲酰胺有机溶剂可降低双链核酸的稳定性,可避免杂交过程中处于过高的温度,防止高温破坏组织。
(一)同位素标记DNA探针的原位杂交
同位素标记的DNA探针,敏感性高,但要注意非特异结合,如35S标记探针在杂交前,用未经标记的dUTP预杂交,可减少非特异,可获较好的细胞内定位,此外还常用3H或125I标记探针,但3H放射线弱,自显影需100天曝光,不太理想,方法如下:
(1)取已形成单层的细胞的盖玻片,悬浮细胞可采用离心法,将细胞粘附到涂有明胶的载玻片上。组织印片,冰冻切片等标本。
(2)将标本浸入甲醇固定5分钟,再过3次4℃预冷的10%三氯醋酸。
(3)将细胞片标本浸入70%乙醇脱水,空气干燥,这时培养细胞盖玻片应该用中性树胶固定于载玻片上,注意细胞面向上。
(4)将细胞片放置在金属盘内,并将托盘放入43℃水浴箱中预热。
(5)直接向固定的细胞面滴加5mL含探针杂交液,然后用16mm盖玻片覆盖,其边缘用橡胶液封闭。
(6)43℃恒温水浴箱内培养18小时,此间保持箱内高湿度,防止因盖玻片封闭不严导致杂交缓冲液干涸。
(7)反应结束后,将玻片置于冰块上,用镊子小心剥下盖玻片周边的橡胶,将载玻片浸入垂直2×SSC溶液中,使盖玻片脱落。
(8)将载玻片放入湿盒中,加2×SSC溶液浸没玻片,加盖玻片并用胶带封闭湿盒。然后,将湿盒移入水浴箱中53℃处理30分钟。
(9)在18℃用2×SSC洗玻片4次,每次5分钟。
(10)玻片浸入70%乙醇脱水,空气干燥。
(11)将干燥后的干燥标本浸入新配制的核4乳胶液(核4乳胶液蒸馏水=1:1),垂直取出玻片,用滤纸擦去背面多余胶,室温干燥5小时(在暗室中进行)。
(12)用黑纸包裹标本放在4℃冰箱曝光(3H标记的探针通常需2~4周,有时需长达100天,可造成高背景,而不理想)。
(13)按常规显影、定影、水洗。
(14)对标本进行Giemsa或HE染色、脱水、封片。
结果分析:镜下观察,如需定量,可在镜下计数银颗粒或拍摄显微照片,用图象分析仪进行灰度分析。
(二)同位素标记RNA探针的原位杂交
RNA探针容易制备,合成率较高,成本低,易纯化,可提高检测敏感性。DNA-RNA、RNA-RNA杂交比DNA-DNA杂交稳定,能适应更多的条件。
(1)标本处理同前
(2)将RNA标记探针溶于杂交缓冲液中(5×107CPM/ml放射强度)。
50~70%去离子甲酰胺 2×SSC
0.5×Denhardt's液 1mmol/L EDTA pH7.0
200μg/mL变性鱼精DNA 85℃ 5分钟
(3)每张载玻片上滴加杂交液,使每张载玻片探针总量为2×105CPM,用一硅化的盖玻片盖住,封以不透性矿物油,在利于探针的温度下(常为42℃)杂交7~18小时。
(4)用氯仿洗数次,去除矿物油,室温下使盖玻片在2×SSC液中滑落,再滴加50%~70%去离子甲酰胺,0.1×SSC液,杂交温度下60分钟,室温2×SSC洗5分钟,用50μg/mL RNaseA在2×SSC中消化去除单链RNA,再滴加50%~70%去离子甲酰胺,0.1×SSC,室温15分钟,室温下用0.1×SSC洗5分钟。
(5)将切片脱水,浸入由1%甘油稀释的放射自显影乳剂(1:1)中,放入暗盒中,在有硅胶干燥剂存在下-70℃,存放5天(或者曝光于X光胶片24~48小时),随后浸于液体乳剂。
(6)用HE染色。
(三)地高辛标记的DNA探针原位杂交
放射性同位素标记探针缺点是有放射损伤,易污染环境,需特殊防护和实验条件,有半衰期受限、标记不稳定及曝光时间长。若改用生物素、乙酰氨基、荧光或地高辛标记可避免,其中以地高辛标记探针最敏感,随机引物标记地高辛,其标记率很高,此探针用于原位杂交可获高敏感性,好的细胞定位以及低背景。非同位标记探针还可以通过双标记原位杂交法,同时测多条DNA序列。
(1)配液:①杂交缓冲液:2×SSC
5%(W/V)磷酸葡聚糖
50%去离子甲酰胺
②缓冲液I: 0.1mol/L Tris-HCL pH7.5
0.5mol/L Nacl
③缓冲液II: 0.1mol/L Tris-HCL pH9.5
0.1mol/L Nacl
5mmol/L MgCl2
(2)操作步骤:
①组织标本处理同前。
②将140ng/mL地高辛标记的探针加到杂交缓冲液中,每张滴加50μL杂交缓冲液,用盖玻片盖住,四周封以树胶。
③将目的DNA和DNA探针放入90℃,进行变性10分钟,双链打开,42℃,在潮湿环境中杂交16小时。
④去除盖玻片,按下列条件洗涤:
2×SSC室温10分钟→2×SSC室温10分钟→0.2×SSC室温10分钟→0.2×SSC 42℃ 20分钟。
⑤再按以下方法处理:
1) 在缓冲液I中洗30分钟。
2) 在含有20%羊血清的缓冲液I中洗30分钟。
3) 滴加1:5000标有碱性磷酸酶或辣根过氧化物酶的地高辛抗体,在装有缓冲液I的湿盒中温育20分钟。
4) 在缓冲液I中洗2×20分钟。
5) 在缓冲液II中洗60分钟。
6) 加入下述溶液:缓冲液II
0.33mg/mL 四唑氮兰
0.17mg/mL 5-bromo-4-Chlora-3-indoly' phosphate
7) 将切片浸于20mmol/L Tris-HCL pH7.5,5mmol/L EDTA终止反应。
⑥ 用底物显色、复染、脱水、封片,按免疫组化常规法进行。
说明:
(1)用不同浓度和不同温度的盐溶液洗涤是为了去除探针与不完全同源序列杂交,减少非特异性显色,其原则盐浓度由高到低,温度由低到高洗涤,洗涤过程中切勿使切片干燥。
(2)应该有阳性和阴性对照,阳性对照:用该探针与已知含互补序列的组织细胞标本进行杂交。阴性对照:①应用RNA酶或DNA酶去除目的序列;②使用未标记探针;③不加核酸探针进行杂交(空白对照);④用不含探针DNA的无关质粒DNA替代探针进行杂交;⑤同义RNA(Sense probe)进行杂交。
❼ 核酸杂交液中的甲酰胺是那种呢单纯的甲酰胺还是去离子甲酰胺,还是别的甲酰胺,谢谢
核酸杂交液中的甲酰胺一般用去离子甲酰胺。
❽ 病毒RNA的提取方法主要有哪几种
方法很多(我从小木虫粘贴了一份很全的流程),主流的有三种。
一、提禽流感病毒的详细步骤,可参考(我提过N次做定量PCR都没问题):
1.取200ul样品数+阴性对照+阳性对照个1.5ml灭菌eppendorf管
2.加600ul异硫氰酸胍,然后加入对照和样品,再加200ul氯仿,颠倒混匀
3.13000rpm离心15min
4.在第3步离心快结束时,另取同样多eppendorf管,加入400ul -20度预冷的异丙醇
5.取第3步离心的上清(一定不要吸取到中间白色层,第3步离心结束往外拿的时候,管子尽量不要倾斜)转移到第4步准备的管中,颠倒混匀
6.13000rpm离心15min,轻轻倒去上清;在吸水纸上尽量沾干液体
7.加600ul 75%乙醇,颠倒数次以洗涤残存异丙醇
7.13000rpm离心15min,轻轻倒去上清;在吸水纸上尽量沾干液体
8.4000rpm离心10sec,将管壁残存液体甩到底部,用微量枪头吸干,室温干燥2-3min(不可过分干燥,防止下一步RNA不溶解)
9.加入20ul DEPE水(加入depc的纯水高压后的水即为DEPE水),轻轻混匀溶解RNA。2000rpm离心5sec,冰上保存备用(最好2小时内使用,以免RNA降解)
二、用TRIzol LS提取
应用TRIzol LS提取病毒RNA
所提取物为血清、血液、细胞培养液、鸡胚尿囊液等液体中的病毒。提取时尽量在人少时进行,防止空气中RNA酶的污染。所用一切物品也应是无RNA酶的。
1.1 在1.5ml的eppendorf管中加入病毒原液500ul,再加入TRIzol LS 500ul,充分混匀,室温放置10min。
1.2 加入200ul的氯仿,盖紧离心管盖,用力震荡离心管(溶液充分乳化,成乳白状,无分相现象),室温放置10min (由于氯仿沸点低、易挥发,振荡时离心管可能爆开,小心)。
1.3 离心 4℃、13000r/min、15min,取上层液相移入另一管(切忌吸动白色中间相)。
1.4 加入等体积异丙醇,轻轻颠倒离心管充分混匀液体,室温放置10min。
1.5 离心 4℃、13000r/min、15min,(这时乍一看会发现管子里好像没有东西,再仔细看看,会发现靠近管底的壁上有一星点的白色沉淀物,就是它了)用枪小心吸去所有上清。
1.6 1ml75%乙醇洗一遍,离心 4℃、8000r/min、10min,(这时又会发现管子没东西了,不要担心,有的,但是因为量太少看不见罢了)用枪小心吸去所有上清,在超净台中干燥5min。
1.7 加入适量DEPC处理水。(如果材料来源丰富的话,加入的水量为下一步RT的total减去其他试剂的量;若要省着点用,则自己看着办了,尽量不要加太多的水)。
1.8 建议立即做RT。若要保存,可在上一步加入乙醇后冻存于-70℃,可保存一年;若加入DEPC水后则只能在-20℃保存1个月左右。
三、Trizol法提禽流感病毒protocol
Trizol法适用于人类、动物、植物、微生物的组织或培养细菌,样品量从几十毫克至几克。
1、 取鸡胚尿囊液,加入5-10倍体积 Trizol液,混匀;
2、 室温放置5分钟,然后以每1ml Trizol液加入0.2ml的比例加入氯仿,盖紧离心管,用手剧烈摇荡离心管15秒;
3、 取上层水相于一新的离心管,按每ml Trizol液加0.5ml异丙醇的比例加入异丙醇,室温放置10分钟,12000g离心10分钟;
4、 弃去上清液,按每ml Trizol液加入至少1ml的比例加入75%乙醇,混匀,4℃下7500g离心5分钟;
5、 重复第4步;
6、 小心弃去上清液,然后室温干燥5-10分钟,注意不要干燥过分,否则会降低RNA的溶解度;
7、 然后将RNA溶于水中,放置10分钟。
[注意]
1、 整个操作要带口罩及一次性手套,并尽可能在低温下操作。
2、 加氯仿前的匀浆液可在-70℃保存一个月以上,RNA沉淀在70%乙醇中可在4℃保存一周,-20℃保存一年
真核生物的基因组是DNA,为什么不直接从DNA PCR得到我们需要的基因呢?因为真核生物的基因含有大量的非编码区,称为内元(intron),真正编码蛋白的区段是被这些内元隔开的,这些编码区叫做外元(exon)。真核生物的DNA转录成为RNA之后,经过剪切和拼接,去掉这些非编码区,才形成成熟的mRNA,由mRNA再翻译成蛋白质。
所以,如果直接从真核生物的基因组DNA获取目的基因,克隆再表达,试图获取目的蛋白的思路是行不通的,因为获取的DNA里面会含有非编码区。要表达真核生物的基因并表达出相应的蛋白,只能通过提取其mRNA并RT-PCR这条颇费周折的途径。
1.RNA的提取
RNA的提取其实原理很简单:通过变性剂破碎细胞或者组织,然后经过氯仿等有机溶剂抽提RNA,再经过沉淀,洗涤,晾干,最后溶解。但是由于RNA酶无处不在,随时可能将RNA降解,所以实验中有很多地方需要注意,稍有疏忽就会前功尽弃。
1.1 分离高质量RNA
成功的cDNA合成来自高质量的RNA。高质量的RNA至少应保证全长并且不含逆转录酶的抑制剂,如EDTA或SDS。RNA的质量决定了你能够转录到cDNA上的序列信息量的最大值。一般的RNA纯化方法是使用异硫氰酸胍/酸性酚的一步法。
一般不必使用oligo(dT)选择性分离poly(A)+RNA。不管起始模板是总RNA还是poly(A)+ RNA,都可以检测到扩增结果。另外,分离poly(A)+RNA会导致样品间mRNA丰度的波动变化,从而使信息的检出和定量产生偏差。然而,当分析稀有mRNA时,poly(A)+RNA会增加检测的灵敏度。
1.2 RNA提取的最大影响因素-RNA酶
在所有RNA实验中,最关键的因素是分离得到全长的RNA。而实验失败的主要原因是核糖核酸酶(RNA酶)的污染。由于RNA酶广泛存在而稳定,可耐受多种处理而不被灭活,如煮沸、高压灭菌等,RNA酶催化的反应一般不需要辅助因子。因而RNA制剂中只要存在少量的RNA酶就会引起RNA在制备与分析过程中的降解,而所制备的RNA的纯度和完整性又可直接影响RNA分析的结果,所以RNA的制备与分析操作难度极大。
在实验中,一方面要严格控制外源性RNA酶的污染;另一方面要最大限度地抑制内源性的RNA酶。外源性的RNA酶存在于操作人员的手汗、唾液等,也可存在于灰尘中。在其它分子生物学实验中使用的RNA酶也会造成污染。这些外源性的RNA酶可污染器械、玻璃制品、塑料制品、电泳槽、研究人员的手及各种试剂。而各种组织和细胞中则含有大量内源性的RNA酶。
1.3 常用的RNA酶抑制剂
*焦碳酸二乙酯(DEPC):是一种强烈但不彻底的RNA酶抑制剂。它通过和RNA酶的活性基团组氨酸的咪唑环结合使蛋白质变性,从而抑制酶的活性。
*异硫氰酸胍:目前被认为是最有效的RNA酶抑制剂,它在裂解组织的同时也使RNA酶失活。它既可破坏细胞结构使核酸从核蛋白中解离出来,又对RNA酶有强烈的变性作用。
*氧钒核糖核苷复合物:由氧化钒离子和核苷形成的复合物,它和RNA酶结合形成过渡态类物质,几乎能完全抑制RNA酶的活性。
*RNA酶的蛋白抑制剂(RNasin):从大鼠肝或人胎盘中提取得来的酸性糖蛋白。RNasin是RNA酶的一种非竞争性抑制剂,可以和多种RNA酶结合,使其失活。
*其它:SDS、尿素、硅藻土等对RNA酶也有一定抑制作用。
1.4 防止RNA酶污染的措施、RNA提取之前需要注意和准备的工作
*尽可能在实验室专门辟出RNA操作区,离心机、移液器、试剂等均应专用。RNA操作区应保持清洁,并定期进行除菌。
*操作过程中应始终戴一次性橡胶手套和口罩,并经常更换,以防止手、臂上的细菌和真菌以及人体自身分泌的RNase带入各种容器内或污染用具。尽量避免使用一次性塑料手套。塑料手套不仅常常给操作带来不便,而且塑料手套的多出部分常常将器具有RNase处传递到RNase-free处,扩大污染。
*尽量使用一次性的塑料制品,避免共用器具如滤纸、tips、tubes等,以防交叉污染。例如,从事RNA探针工作的研究者经常使用RNase H、T1等,在操作过程中极有可能造成移液器、离心机等的污染。而这些污染了的器具是RNA操作的大敌。
*关于一次性塑料制品,建议使用厂家供应的出厂前已经灭菌的tips和tubes等。多数厂家供应的无菌塑料制品很少有RNase污染,买来后可直接用于RNA操作。用DEPC等处理的塑料制品,往往由于二次污染而带有RNase,从而导致实验失败。
*所有的玻璃器皿均应在使用前于180℃的高温下干烤6hr或更长时间。
*无法用DEPC处理的用具可用氯仿擦拭若干次,这样通常可以消除RNase的活性。
*配制溶液用的乙醇、异丙醇、Tris等应采用未开封的新瓶装试剂。
*塑料器皿可用0.1% DEPC水浸泡或用氯仿冲洗(注意:有机玻璃器具因可被氯仿腐蚀,故不能使用)。
*有机玻璃的电泳槽等,可先用去污剂洗涤,双蒸水冲洗,乙醇干燥,再浸泡在3% H2O2 室温10min,然后用0.1% DEPC水冲洗,晾干。
*配制的溶液应尽可能的用0.1% DEPC,在37℃处理12hr以上。然后用高压灭菌除去残留的DEPC。不能高压灭菌的试剂,应当用DEPC处理过的无菌双蒸水配制,然后经0.22μm滤膜过滤除菌。
1.5 RNA提取的一般步骤
RNA提取的一般步骤是:破碎组织→分离RNA→沉淀RNA→洗涤RNA→融解RNA→保存RNA
破碎组织和灭活RNA酶可以同步进行,可以用盐酸胍、硫氰酸胍、NP-40、SDS、蛋白酶K等破碎组织,加入β-ME可以抑制RNA酶活性。
分离RNA一半用酚、氯仿等有机溶剂,加入少量异戊醇,经过此步,离心,RNA一般分布于上层,与蛋白层分开。
沉淀RNA一般用乙醇、3M NaAc(pH-5.2)或异丙醇。
洗涤RNA使用70%乙醇洗涤,有时,为避免RNA被洗掉,此步可以省掉,洗涤之后可以晾干或者烤干乙醇,但是不能过于干燥,否则不易溶解。
融解RNA一般使用TE。
保存RNA应该尽量低温。为了防止痕量RNase的污染,从富含RNase的样品(如胰脏、肝脏)中分离到的RNA需要贮存在甲醛中以保存高质量的RNA,对于长期贮存更是如此。从大鼠肝脏中提取的RNA,在水中贮存一个星期就基本降解了,而从大鼠脾脏中提取的RNA,在水中保存3年仍保持稳定。另外,长度大于4kb的转录本对于痕量RNase的降解比小转录本更敏感。为了增加贮存RNA样品的稳定性,可以将RNA溶解在去离子的甲酰胺中,存于-70℃。用于保存RNA的甲酰胺一定不能含有降解RNA的杂物。来源于胰脏的RNA至少可以在甲酰胺中保存一年。当准备使用RNA时,可以使用下列方法沉淀RNA:加入NaAc至0.3M,12,000×g离心5分钟。
1.6RNA抽提新方法-TRIZOL法
TRIZOL试剂是直接从细胞或组织中提取总RNA的试剂。它在破碎和溶解细胞时能保持RNA的完整性。加入氯仿后离心,样品分成水样层和有机层。RNA存在于水样层中。收集上面的的水样层后,RNA可以通过异丙醇沉淀来还原。在除去水样层后,样品中的DNA和蛋白也能相继以沉淀的方式还原。乙醇沉淀能析出中间层的DNA,在有机层中加入异丙醇能沉淀出蛋白。共纯化DNA对于样品间标准化RNA的产量十分有用。
TRIZOL是有毒物,接触皮肤或者不慎吞服,会导致灼伤,一旦接触皮肤后立即以大量的洗涤剂和清水清洗。TRIZOL在室温下能稳定保存12个月。尽管如此,为达到最佳效果,建议保存在2-8°C的环境下。
2.RT-PCR
RT-PCR是指将逆转录(Reverse Transcription;RT)反应和PCR (Polymerase Chain Reaction)反应组合在一起的方法。
2.1 RT-PCR的原理
RT-PCR将以RNA为模板的cDNA合成同PCR结合在一起,提供了一种分析基因表达的快速灵敏的方法。RT-PCR用于对表达信息进行检测或定量。另外,这项技术还可以用来检测基因表达差异或不必构建cDNA文库克隆cDNA。RT-PCR比其他包括Northern印迹、RNase保护分析、原位杂交及S1核酸酶分析在内的RNA分析技术,更灵敏,更易于操作。
RT-PCR的模板可以为总RNA或poly(A)+选择性RNA。逆转录反应可以使用逆转录酶,以随机引物、oligo(dT)或基因特异性的引物(GSP)起始。RT-PCR可以一步法或两步法的形式进行。在两步法RT-PCR中,每一步都在最佳条件下进行。cDNA的合成首先在逆转录缓冲液中进行,然后取出1/10的反应产物进行PCR。在一步法RT-PCR中,逆转录和PCR在同时为逆转录和PCR优化的条件下,在一只管中顺次进行。
2.2 RT-PCR的步骤
⑴在冰浴离心管里面加入模板RNA 4uL,引物2uL,去离子水5uL,混匀,离心3-5秒;
⑵70度水浴5分钟,冰浴30秒(此处是为了使引物和模板正确配对);
⑶加入5×反应液4uL,RNase抑制剂1uL,dNTP 2uL(这些应该先配好,然后分再装到每一管),混匀;
⑷37度水浴5分钟,加入1uL AMV-RT反转录酶,混匀;
⑸37度水浴1小时(此步是反转录过程);
⑹70度10分钟结束反应(此处是灭活酶活性,避免对后续实验产生干扰),产物置冰上进行下一步PCR实验,余下的-70度保存。
2.3 RT-PCR的引物设计
RT-PCR引物设计和一般PCR引物设计可以遵循同样的原则。细心地进行引物设计是PCR中最重要的一步。理想的引物对只同目的序列两侧的单一序列而非其他序列退火。设计糟糕的引物可能会同扩增其他的非目的序列。设计理想的引物都有以下共同的特点,而设计失败的引物则各有各的缺点:
* 典型的引物18到24个核苷长。引物需要足够长,保证序列独特性,并降低序列存在于非目的序列位点的可能性。但是长度大于24核苷的引物并不意味着更高的特异性。较长的序列可能会与错误配对序列杂交,降低了特异性,而且比短序列杂交慢,从而降低了产量。
* 选择GC含量为40%到60%或GC含量反映模板GC含量的引物。
* 设计5'端和中间区为G或C的引物。这会增加引物的稳定性和引物同目的序列杂交的稳定性。
* 避免引物对3'末端存在互补序列,这会形成引物二聚体,抑制扩增。
* 避免3'末端富含GC。设计引物时保证在最后5个核苷中含有3个A或T。
* 避免3'末端的错误配对。3'端核苷需要同模板退火以供聚合酶催化延伸。
* 避免存在可能会产生内部二级结构的序列,这会破坏引物退火稳定性。
目的序列上并不存在的附加序列,如限制位点和启动子序列,可以加入到引物5'端而不影响特异性。当计算引物Tm值时并不包括这些序列,但是应该对其进行互补性和内部二级结构的检测。
引物的稳定性依赖于储存条件。应将干粉和溶解的引物储存在-20℃。以大于10μM浓度溶于TE的引物在-20℃可以稳定保存6个月,但在室温(15℃到30℃)仅能保存不到1周。干粉引物可以在-20℃保存至少1年,在室温(15℃到30℃)最多可以保存2个月。
2.4 引物退火温度
引物的另一个重要参数是熔解温度(Tm)。这是当50%的引物和互补序列表现为双链DNA分子时的温度。Tm对于设定PCR退火温度是必需的。在理想状态下,退火温度足够低,以保证引物同目的序列有效退火,同时还要足够高,以减少非特异性结合。合理的退火温度从55℃到70℃。退火温度一般设定比引物的Tm低5℃。
根据所使用的公式及引物序列的不同,Tm会差异很大。因为大部分公式提供一个估算的Tm值,所有退火温度只是一个起始点。可以通过分析几个逐步提高退火温度的反应以提高特异性。开始低于估算的Tm 5℃,以2℃为增量,逐步提高退火温度。较高的退火温度会减少引物二聚体和非特异性产物的形成。为获得最佳结果,两个引物应具有近似的Tm值。引物对的Tm差异如果超过5℃,就会由于在循环中使用较低的退火温度而表现出明显的错误起始。如果两个引物Tm不同,将退火温度设定为比最低的Tm低5℃。或者为了提高特异性,可以在根据较高Tm设计的退火温度先进行5个循环,然后再根据较低Tm设计的退火温度进行剩余的循环。这使得在较为严谨的条件下可以获得目的模板的部分拷贝。
2.5 提高逆转录保温温度
较高的保温温度有助于RNA二级结构的打开,增加了反应的产量。对于多数RNA模板,在没有缓冲液或盐的条件下,将RNA和引物在65℃保温,然后迅速置于冰上冷却,可以消除大多数二级结构,从而使引物可以结合。然而某些模板仍然会存在二级结构,即使热变性后也是如此。较高的保温温度也可以增加特异性,尤其是当使用基因特异性引物(GSP)进行cDNA合成时。如果使用GSP,确保引物的Tm值与预计的保温温度相同。不要在高于60℃时使用oligo(dT)和随机引物。随机引物需要在增加到60℃前在25℃保温10分钟。除了使用较高的逆转录温度外,还可以通过直接将RNA/引物混合物从65℃变性温度转到逆转录保温温度,并加入预热的2×的反应混合物提高特异性(cDNA热启动合成)。这种方法有助于防止较低温度时所发生的分子间碱基配对。使用PCR仪可以简化RT-PCR所需的多种温度切换。
2.6 促进逆转录的添加剂
包括甘油和DMSO在内的添加剂加到第一链合成反应中,可以减低核酸双链的稳定并解开RNA二级结构,最多可以加入20%的甘油或10%的DMSO而不影响或MMLV的活性。AMV也可以耐受最多20%的甘油而不降低活性。为了在逆转录反应中最大限度提高RT-PCR的灵敏度,可以加入10%的甘油并在45℃保温。如果1/10的逆转录反应产物加入到PCR中,那甘油在扩增反应中的浓度为0.4%,这不足以抑制PCR。
在逆转录反应中经常加入RNase抑制剂以增加cDNA合成的长度和产量。RNase抑制剂要在第一链合成反应中,在缓冲液和还原剂(如DTT)存在的条件下加入,因为cDNA合成前的过程会使抑制剂变性,从而释放结合的可以降解RNA的RNase。蛋白RNase抑制剂仅防止RNase A,B,C对RNA的降解,并不能防止皮肤上的RNase,因此尽管使用了这些抑制剂,也要小心不要从手指上引入RNase。
使用无RNaseH活性(RNaseH-)的逆转录酶:逆转录酶催化RNA转化成cDNA,不管是M-MLV还是AMV,在本身的聚合酶活性之外,都具有内源RNaseH活性。RNaseH活性同聚合酶活性相互竞争RNA模板与DNA引物或cDNA延伸链间形成的杂合链,并降解RNA:DNA复合物中的RNA链。被RNaseH活性所降解的RNA模板不能再作为合成cDNA的有效底物,降低了cDNA合成的产量和长度。因此消除或大大降低逆转录酶的RNaseH活性将会大有裨益。RNaseH-的MMLV逆转录酶及RNaseH-的AMV,比MMLV和AMV能得到更多量和更多全长。RT-PCR灵敏度会受cDNA合成量的影响。RT-PCR产物的大小受限于逆转录酶合成cDNA的能力,尤其是克隆较大的cDNA时。RNaseH-的逆转录酶可以显著提高长RT-PCR产物的产量,同时增加了热稳定性,所以反应可以在高于正常的37-42℃的温度下进行。
2.7 RNaseH处理
在PCR之前使用RNaseH处理cDNA合成反应可以提高灵敏度。对于某些模板,据认为cDNA合成反应中的RNA会阻止扩增产物的结合,在这种情况下,RNaseH处理可以增加灵敏度。一般当扩增较长的全长cDNA目标模板时,RNaseH处理是必需的,比如低拷贝的。对这种困难模板,RNaseH的处理加强了或AMV合成的cDNA所产生的信号。对于多数RT-PCR反应,RNaseH处理是可选的,因为95℃保温的PCR变性步骤一般会将RNA:DNA复合物中的RNA水解掉。
2.8 小量RNA检测方法的提高
当仅有小量RNA时,RT-PCR尤其具有挑战性。在RNA分离过程中加入的作为载体的糖元有助于增加小量样品的产量。可以在加入Trizol的同时加入无RNase的糖元。糖元是水溶性的,可以同RNA保持在水相中以辅助随后的沉淀。对于小于50mg的组织或106个培养细胞的样品,无RNase糖元的建议浓度为250μg/ml。
2.9 一步法同两步法RT-PCR的比较
两步法RT-PCR比较常见,在使用一个样品检测多个mRNA时比较有用。然而一步法RT-PCR具有其他优点。一步法RT-PCR在处理大量样品时易于操作,有助于减少残余污染,因为在cDNA合成和扩增之间不需要打开管盖。一步法可以得到更高的灵敏度,最低可以达到0.1pg总RNA,这是因为整个cDNA样品都被扩增。对于成功的一步法RT-PCR,一般使用反义的基因特异性引物起始cDNA合成。
2.10 增加RT-PCR特异性
第一链cDNA合成的起始可以使用三种不同的方法,各种方法的相对特异性影响了所合成cDNA的量和种类。
随机引物法是三种方法中特异性最低的。引物在整个转录本的多个位点退火,产生短的,部分长度的cDNA。这种方法经常用于获取5'末端序列及从带有二级结构区域或带有逆转录酶不能复制的终止位点的RNA模板获得cDNA。为了获得最长的cDNA,需要按经验确定每个RNA样品中引物与RNA的比例。随机引物的起始浓度范围为50到250ng每20μl反应体系。因为使用随机引物从总RNA合成的cDNA主要是核糖体RNA,所以模板一般选用poly(A)+RNA。
Oligo(dT)起始比随机引物特异性高。它同大多数真核细胞mRNA 3'端所发现的poly(A)尾杂交。因为poly(A)+RNA大概占总RNA的1%到2%,所以与使用随机引物相比,cDNA的数量和复杂度要少得多。因为其较高的特异性,oligo(dT)一般不需要对RNA和引物的比例及poly(A)+选择进行优化。建议每20μl反应体系使用0.5μg oligo(dT)。oligo(dT)12-18适用于多数RT-PCR。ThermoScript RT-PCR System提供了oligo(dT)20,因为其热稳定性较好,适用于较高的保温温度。
基因特异性引物(GSP)对于逆转录步骤是特异性最好的引物。GSP是反义寡聚核苷,可以特异性地同RNA目的序列杂交,而不象随机引物或oligo(dT)那样同所有RNA退火。用于设计PCR引物的规则同样适用于逆转录反应GSP的设计。GSP可以同与mRNA3'最末端退火的扩增引物序列相同,或GSP可以设计为与反向扩增引物的下游退火。对于部分扩增对象,为了成功进行RT-PCR,需要设计多于一个反义引物,因为目的RNA的二级结构可能会阻止引物结合。建议在20μl的第一链合成反应体系中使用1pmol反义GSP。
2.11 提高逆转录保温温度
为了充分利用GSP特异性的全部优点,应该使用有较高热稳定性的逆转录酶。热稳定逆转录酶可以在较高温度保温以增加反应严谨性。比如,如果一个GSP退火温度为55℃,那么如果使用AMV或M-MLV在低严谨性的37℃进行逆转录,GSP所带有的特异性就没有完全利用。然而某些特别的逆转录酶可以在50℃或更高进行反应,这就会消除较低温度时产生的非特异性产物。为获得最大的特异性,可以将RNA/引物混合物直接从65℃变性温度转移到逆转录保温温度。这有助于防止低温时分子间碱基配对。使用PCR仪可以简化RT-PCR所需的多种温度转换。
2.12 减少基因组DNA污染
RT-PCR所遇到的一个潜在的困难是RNA中沾染的基因组DNA。使用较好的RNA分离方法,如Trizol,会减少RNA制备物中沾染的基因组DNA。为了避免产生于基因组DNA的产物,可以在逆转录之前使用扩增级的DNaseⅠ对RNA进行处理以除去沾染的DNA。将样品在2.0mM EDTA中65℃保温10分钟以终止DNaseⅠ消化。EDTA可以螯合镁离子,防止高温时所发生的依赖于镁离子的RNA水解。
为了将扩增的cDNA同沾染的基因组DNA扩增产物分开,可以设计分别同分开的外显子退火的引物。来源于cDNA的PCR产物会比来源于沾染的基因组DNA的产物短。另外对每个RNA模板进行一个无逆转录的对照实验,以确定一个给定片段是来自基因组DNA还是cDNA。在无逆转录时所得到的PCR产物来源于基因组。
❾ 甲酰胺的物化性质
性状:透明油状液体,略有氨臭,具有吸湿性,可燃。
相对密度:1.133(20/4℃)
沸点:210℃。
熔点:2.55℃。
闪点:154℃(开杯)
折射率:nD(25℃)1.4468。
燃点:>500℃。
粘度:(20℃)2.926mPa·s。
禁配物:强氧化剂、酸类、碱。
溶解性:不溶于醚类及含氯溶剂,微溶于苯,能与水、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、二氧六环、乙二醇、苯酚和低级酯混溶。本品可以溶解酪蛋白,但不溶解白蛋白。也能溶解酪素、葡萄糖、玉米蛋白、明胶、动物胶、树脂、淀粉、木素、乙酸纤维、尼龙以及某些无机盐:铜、铅、锌、锡、钴、铁、铝和镍的氯化物,某些硫酸盐,硝酸盐。
化学性质:在室温下甲酰胺的水解速度很慢,提高温度或加入酸、碱,均可使水解加速。在催化剂存在下,加热至35℃以下,可分解出氰化氢。甲酰胺有两个活泼的官能团,即羰基和酰胺基,容易起化学反应,生成许多含氮杂环化合物。甲酰胺能与无机酸反应,生成甲酸及铵盐。在催化剂存在下与有机卤化物或醇类反应,生成甲酸酯。本品还能与β-二酮、β-亚氨酮、脂肪偶姻、芳烃偶姻、杂环偶姻反应。能与钴盐、铜盐及镍盐等结合生成络合物。甲酰胺遇五氧化二磷等强脱水剂时,可生成氰化氢。与五硫化二磷反应,生成硫甲酰胺。甲酰胺能强烈腐蚀铜、黄铜、铅、橡胶,所以贮存及运输时,应注意。
❿ 去离子甲酰胺的一些尝试性问题!!
甲酰胺不稳定,是因为受热分解为氨和和一氧化碳!事实上甲酸,甲酸盐,甲(酸专)酰胺都不稳定属,受热脱水生成CO。我想去离子甲酰胺并不是脱水形成的,因为脱水后就完全分解了!况且甲酰胺就这一种脱水分解的途径!去离子甲酰胺其实就是很纯的甲酰胺HCONH2!你可以看看这个http://www.biocity.biz/Catalog/Reagent/Sigma/200511/425.html