文档介绍：实验六大肠杆菌质粒DNA的提取及检测
基础性实验
实验目的
掌握碱裂解法提取大肠杆菌质粒DNA的原理和方法。
掌握离心机、移液器、震荡培养箱的正确使用方法。
了解不同构型的质粒DNA在琼脂糖凝胶中泳动速率的差异。
实验原理
质粒是存在于细菌染色体外的能够自主复制的环状DNA分子。大小在1~200kb之间,质粒DNA通常以游离状态持续稳定地处于染色体外(在一定的条件下又会可逆地整合到寄主染色体上),随着染色体的复制而复制,并通过细胞分裂传递到后代。由于质粒DNA自身具有复制原点、可携带外源基因、转移性强、拷贝数高、带有选择性标记等特点,使得质粒成为基因工程中最常用的DNA载体。
实验原理
质粒DNA分子具有3种不同的构型:
SC构型:cDNA),质粒的两条多核苷酸链均保持着完整的环形结构;
OC构型:开环DNA(ocDNA),质粒的两条多核苷酸链中一条保持着完整的环形结构,另一条链存在一处至多处断裂;
L构型:线性DNA(linear DNA),质粒DNA发生双链断裂而形成线性分子。
实验原理
同一质粒DNA的不同构型尽管相对分子质量相同,但在琼脂糖凝胶电泳中的电泳迁移率却是不同的。一般情况下,泳动速率由快至慢依次为:超螺旋质粒(SC)、线性质粒(L)、开环质粒(OC)。
质粒DNA的提取方法较多,要根据宿主菌和质粒的特性选择适合的提取方法。目前常用的质粒提取方法有:碱裂解法、煮沸法。
几种方法的提取流程是一样的:培养细菌扩增质粒→收集菌体裂解细胞→分离和纯化质粒DNA。
碱裂解法实验原理
利用共价闭合环状质粒DNA与线状的染色体DNA片段在拓扑学上的差异进行分离。SDS使细胞崩解,释放内含物,蛋白质变性形成蛋白质-SDS复合物。同时,~,线状的染色体DNA变性,而共价闭环质粒DNA虽然氢键断裂,但两条互补链仍然相互盘绕而紧密结合在一起。,质粒DNA的两条互补链由于彼此靠近而迅速准确地复性,而线状的染色体DNA由于核苷酸链较长且两条互补链彼此已完全分开,不能迅速复性,它们相互聚集形成网状结构,并与变性的蛋白质及细胞碎片等缠绕在一起。通过离心,染色体DNA网状聚合物便与蛋白质-SDS复合物及不稳定的大分子一起沉淀下来,而留在上清液中的质粒DNA可用苯酚、氯仿进一步抽提纯化,通过异丙醇沉淀后可收集质粒DNA。
实验原理
电泳:带电荷的物质在电场中向与自身电荷相反的电极移动的现象称为电泳。
,DNA分子带负电荷,当它处于一个稳定的电场中时,从负极向正极泳动,迁移速度与其相对分子质量的对数成反比(仅适于线性分子)。
通过与已知浓度和相对分子质量大小的标准DNA片段进行对照电泳,观察其带型和迁移距离,即可获得未知样品的浓度、纯度和相对分子质量。
琼脂糖凝胶电泳检测
实验材料、主要仪器及试剂
实验材料
prok2系列质粒
主要仪器和用具
超净工作台、振荡培养箱、微量移液器、离心机、涡旋振荡器、制冰机、离心管架、、吸头、PE手套、储冰盒、电泳槽、电源、微波炉、凝胶成像系统。
试剂
(1)溶液Ⅰ:50 mmol/L 葡萄糖
25 mmol/L Tris·HCl()
10 mmol/L EDTA()
灭菌后4℃保存
(2)溶液Ⅱ: NaOH
1% SDS()
(3)溶液Ⅲ:5mol/L KAc 60ml
冰乙酸
()
(4)LB培养基
(5)琼脂糖
(7)1×TAE电泳缓冲液(pH ):10 mmol/LTris·Cl
1 mmol/L EDTA
(8)上样缓冲液(溴酚蓝
(9) 溴化乙锭(1mg/ml)
实验步骤
1. 菌体的培养与收集
(1)从LB平板上挑细菌单菌落,接种于5ml附加相应抗生素的LB液体培养基中,37℃250r/min,过夜培养(用对数期的菌液提取质粒得率高,即测定培养液的OD620=~。也可取1/100的过夜菌液,,此时菌液达对数期)。
(2),5000r/min 4℃离心10min,弃上清(上清液中含有细菌生长过程中的代谢废物和脱落的细胞壁成分,会影响到质粒的质量与内切酶酶切的效果。所以离心收集细菌时,上清液应去除干净,最好用STE或生理盐水再悬浮漂洗菌体)。收集菌体后选择以下方法提取质粒。