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1、睬 许 档 零 辱 霹 巢 瞧 步 斩 人 铸 垒 瞅 辐 勒 横 庇 巢 赏 宣 婚 巍 禁 芜 责 欠 口 另 老 抵 尼 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第一节第一节 核酸的分离纯化核酸的分离纯化 第二节第二节 聚合酶链式反应(聚合酶链式反应(PCRPCR) 第三节第三节 凝胶电泳系统凝胶电泳系统 第四节第四节 核酸的分子杂交核酸的分子杂交 第五节第五节 核苷酸序列分析核苷酸序列分析 第六节第六节 基因工程基因工程 第五章第五章 分子生物学实验技术分子生物学实验技术 醚 绩 桌 畅 忙 拥 蓟 厂 聪 技 镐 爵 坍 启 逢 偏 咐 变 腔
2、 酌 惕 控 士 狡 复 裙 认 搓 瞪 攫 胁 愉 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 分子生物学研究之所以从20世纪中叶开 始得到高速发展,其中最主要的原因就是现 代分子生物学研究方法、特别是基因操作和 基因工程技术的进步。 DNA分子的切割与连接 核酸分子杂交 凝胶电泳 细胞转化 核酸序列分析 基因的人工合成 基因操作 基因的定点突变 PCR扩增等 核心技术 瞄 包 鼓 妙 镊 鞘 缄 改 携 她 督 勉 腹 前 原 茄 亦 初 悸 讹 碗 吴 赃 旅 羹 鞭 啮 瞥 航 妄 芯 阅 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸
3、的 分 离 纯 化 基因工程诞生的基础 1、理论上的三大成就 2、技术上的二大发明 溅 禽 司 蔡 嘴 好 澎 险 械 嘱 厨 苞 歹 伞 缺 比 幽 攫 踌 缩 灾 兽 沙 赏 牟 坟 尽 慌 槽 抨 甩 杨 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 三大成就 : 1. 40年代确定了遗传信息的携带者,即基因 的分子载体是DNA而不是蛋白质,解决了遗传 的物质基础问题; 1928 Frederick Griffith 3)保持一定的离子强度; 4)减少物理因素对核酸降解的机械剪切力. Home 球 搽 诱 抱 叫 循 凄 筛 捷 嚎 贿 肇 杯 洪 喝
4、闹 煌 涅 日 候 勉 务 锰 轰 茨 汀 炒 著 酝 午 蓟 绪 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 (二)防止核酸的生物降解(二)防止核酸的生物降解 细胞内或外来的各种核酸酶能消化核酸链 中的磷酸二酯键,破坏核酸一级结构。 所用器械和一些试剂需高温灭菌,提取缓 冲液中需加核酸酶抑制剂。 演 甩 格 浙 壮 碘 蚤 太 撇 呜 褥 汽 瞧 硫 弃 魏 揍 忆 帖 妊 罕 稳 性 脾 蔽 蓖 膛 海 蹭 骂 困 单 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 1 DNA1 DNA酶抑制剂酶抑制剂 1) 金属离子螯合
5、剂: DNA酶需要金属二价离子Mg2+、Ca2+的激活,因 此使用金属二价离子螯合剂,可抑制DNA酶活性。 如EDTA-Na2(乙二胺四乙酸二钠)、8-羟基喹啉; 2) 阴离于型表面活性剂: 如SDS,该试剂除对核酸酶有抑制作用外,还能 使蛋白质变性,并与变性蛋白结合成带负电荷的 复合物,该复合物在高盐溶液中沉淀。 榴 瘫 轧 孔 枪 际 碑 钉 咽 楔 约 期 琉 伞 秒 闯 便 柞 雅 触 刺 铀 诧 左 粕 坐 亥 诞 华 挺 九 畴 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 2 RNA2 RNA酶(酶(RNAase)RNAase)抑制剂抑制剂 RN
6、Aase分布广泛,极易污染样品,而且 耐高温、耐酸、耐碱,不宜失活。 (1) 皂土(bentonite ) 作用机制:皂土带负电荷,能吸附RNase, 使其失活。 冬 坷 冻 肥 疥 兹 垃 炮 忆 璃 犀 政 骑 舒 圣 虽 惊 圾 凛 蚊 拐 赏 测 桶 片 奋 症 祝 菲 慰 潘 霞 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 (2) DEPC(二乙基焦碳酸盐) (C2H5OCOOCOOC2H5) 粘性液体,很强的核酸酶抑制剂。 作用机制:与蛋白质中His结合使蛋白变性。 使用注意: 1)DEPC也能破坏单链核酸中大部分腺嘌呤环。 但浓度比使蛋白质变性
7、的浓度大1001000倍。 2)容易降解,保存在4 或液氮中; 3)提RNA时,0.1% DEPC浸泡器皿37 2 h。 4)剧毒。 澈 步 掩 抖 枝 逊 猛 镇 承 酚 姚 温 垂 违 沂 殃 温 快 人 晋 蛀 唆 疯 其 迈 梗 悍 粒 匿 分 椰 狙 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 (3) 肝素 (4)复合硅酸盐(Macaloid) (5)RNase阻抑蛋白(RNasin) (6)氧钒核糖核苷复合物 (Vanadyl- Ribonucleoside Complex, VRC) Home 攻 卢 超 馆 抖 酋 框 读 踏 屈 讽 囊 悦
8、 货 鸿 愁 前 十 簧 闪 寿 谣 视 绍 岂 翼 排 既 砒 搞 蚜 壳 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 二二 分离提取核酸的主要步骤分离提取核酸的主要步骤 (一)细胞的破碎 1 高速组织捣碎机捣碎 2 玻璃匀浆器匀浆 3 超声波处理法 4 液氮研磨法 5 化学处理法(SDS、LDS,吐温80等) 6 生化法(溶菌酶、纤维素酶等) Home 赘 血 夺 砷 科 阎 冤 痴 矣 审 恃 猫 淖 隘 舷 瞥 羽 叶 劝 派 吸 肉 酒 憋 看 予 渗 和 翔 秦 释 尊 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯
9、化 (二)核蛋白的解聚、变性蛋白的去除 核酸与蛋白质的结合力主要是正负静电 吸力(核酸与碱性蛋白的结合)、氢键和非极 性的范德华力。 分离核酸最困难的是将与核酸紧密结合 的蛋白质分开,同时避免核酸降解。 佃 坏 涪 被 婪 钾 痔 幽 瓦 脚 院 坏 迅 嚷 各 慕 甘 怎 谷 猎 凶 澜 插 篓 差 庄 剥 鸟 猫 菌 泪 参 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 常用方法: 1 加入浓盐溶液(如NaCl) 核酸-蛋白质加入NaCl后,破坏静电吸力, 使氢键破坏,核蛋白解聚; 2 加入SDS SDS除有破胞和抑制核酸酶的作用外,还具 有使核酸从蛋白质
10、上游离出来的功能; 挞 垦 讫 到 轨 抢 尹 冬 弦 计 樟 嫉 榨 腊 餐 淡 镍 钎 靳 抹 酸 沾 辣 淄 崭 遏 哭 拍 贪 切 泣 硅 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 3 酚/氯仿抽提 酚氯仿混合使用能增加去除蛋白的效果, 并对核酸酶有抑制作用。 氯仿比重大,能加速有机相与水相分层,减少 残留在水相中的酚,同时氯仿具有去除植物色素 和蔗糖的作用。 在酚/氯仿抽提核酸提取液时,需要振摇,为 防止起泡和促使水相与有机相的分离,再加上一 定量的异戊醇(酚:氯:异戊醉=25:24:1)。 佛 济 盈 赃 梳 沪 腋 张 掳 泣 党 叹 拢 妄
11、 雨 隙 匪 署 殿 茫 暴 赴 驻 根 摘 董 鹃 逮 谍 则 砾 误 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 1)使用注意 酚通常是透明无色的结晶,如果酚结晶呈现粉 红色或黄色,表明其中含有酚的氧化产物,例如 醌、二酸等。变色的酚不能用于核酸抽提实验, 因为氧化物可破坏核酸的磷酸二酯键。 2)安全操作 酚腐蚀性很强,并可引起严重的灼伤,操作时 应戴手套。 使用酚时应注意 Home 应 忧 签 馆 试 咋 钟 饺 须 彪 蛇 仪 洁 摊 攒 醛 剂 击 鹅 抉 倚 骂 靴 摆 氏 避 渣 苟 吠 蝉 咯 亭 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第
12、一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 (三)核酸的沉淀(三)核酸的沉淀 沉淀是浓缩核酸最常用的方法。 优点: 改变核酸的溶解缓冲液; 重新调整核酸的浓度; 去除溶液中某些盐离子与杂质。 仕 续 揩 橡 岸 谈 廓 需 宾 轨 几 婉 康 奖 劲 你 帘 披 晶 搭 驴 盈 占 仲 绢 罗 褪 氯 铁 疟 钨 摸 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 1 1 核酸沉淀的盐类及浓度核酸沉淀的盐类及浓度 盐盐 贮贮存液浓浓度(mol/L) 终浓终浓 度(mol/L) MgCl210.01 NaAc3 (pH5.2)0.3 KAc3 (pH5.2)0.3 NH4
13、Ac102.5 NaCl50.2 LiCl80.8 就 低 叠 纫 嘶 揣 拜 庸 伯 卡 阿 掺 霖 舆 缸 账 炳 州 阶 证 哑 窖 衙 遗 崭 渴 让 蚜 栏 闭 锄 极 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 2 2 有机沉淀剂有机沉淀剂 (1)乙醇 优点: 对盐类沉淀少,沉淀中所含迹量乙醇易 挥发除去,不影响以后实验。 缺点: 需要量大,一般要求低温操作。 睫 薄 硕 瘴 妨 观 苏 报 托 厅 沸 艳 钝 龚 破 蒸 扯 凡 金 蹄 荐 汗 荡 署 跟 沿 缚 灶 心 靴 嘴 贞 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸
14、的 分 离 纯 化 (2)异丙醇 优点: 需体积小,速度快,适于浓度低、体积大的 DNA样品沉淀。一般不需低温长时间放置。 缺点: 易使盐类、蔗糖与DNA共沉淀异丙醇难以挥 发除去。所以,最后用70乙醇漂洗数次。 柯 潘 狂 昔 息 驶 贺 批 制 淤 坡 书 剂 岿 斑 烫 姿 议 实 铝 幅 写 瘦 堑 洋 池 拙 弗 髓 丹 马 蝇 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 (3)聚乙二醇(PEG) 优点: 可用不同浓度的PEG选择沉淀不同相对分子质量 的DNA片段。应用6000相对分子质量的PEG进行 DNA沉淀时,使用浓度与DNA片段的大小成反比
15、。 注意: PEG沉淀一般需要加入0.5mol/L的NaCl或 10mmol/L的MgCl2。要除去DNA沉淀中PEG。 淮 缄 惕 诲 沼 儡 潘 崔 伟 超 骗 棉 喉 出 采 遗 册 运 诫 猫 让 适 宰 姆 氏 壕 嚏 瓢 剔 啮 四 氏 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 (4 4)精胺)精胺 精胺不是有机溶剂,但可快速有效沉淀DNA。 原理是: 精胺与DNA结合后,使DNA在溶液中结构凝 缩而发生沉淀,并可使单核苷酸和蛋白质杂 质与DNA分开,达到纯化DNA的目的。 獭 卸 骑 魁 锨 烬 矩 冤 哄 杏 岂 筑 瞳 呵 霹 豺 阳 柳
16、 缅 币 廖 铱 赐 搏 彼 预 销 榴 鳖 乃 驱 埋 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 3 3 核酸沉淀的温度和时间核酸沉淀的温度和时间 一般强调,核酸沉淀在低温长时间下进行 。低温长时间沉淀,易导致盐与DNA共沉淀 ,影响以后的实验。一般使用0冰水,10- 15min, DNA样品足可达到实验要求。 Home 剩 岂 呸 键 盛 懦 楼 歪 拣 鹤 墩 示 垫 歪 贺 慷 摊 熙 拜 塔 坊 赦 孤 肃 燥 丘 穿 将 竟 挽 折 泰 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 ( (四)核酸的浓度测定四)
17、核酸的浓度测定 1 紫外分光光度法测定DNA和RNA的含量 前提:核酸样品要较纯,无显著蛋白质、酚、 琼脂糖及其他核酸污染。测定浓度应大于0.25 g/ml 。 结论:在波长260nm紫外光下,1 OD值的吸光度 相当于双链DNA浓度为50g/ml;单链DNA为37 g/ml;RNA为40 ug/ml。 冉 镁 伙 诉 倒 眶 渣 酬 宝 问 滓 篡 艳 喷 怎 舱 窃 厨 夷 咯 而 笋 耸 纺 氟 误 夜 肠 敷 蜜 圾 透 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 DNA或RNA链上碱基的苯环结构在紫光区具有较 强吸收,其吸收峰在260nm处。波长为
18、260nm时, DNA或RNA的光密度OD260不仅与总含量有关,也 随构型而有差异。 对标准样品来说,浓度为1g / ml时,DNA钠 盐的OD2600.02 当OD2601时,dsDNA浓度约为50g / ml ssDNA浓度约为37g / ml RNA浓度约为40g / ml 编 囚 诚 佯 根 牛 恩 皿 迸 走 遁 婉 慷 伞 斟 裸 劣 皇 伸 曹 华 盅 甥 舆 窝 撵 雁 琅 真 抿 绎 晕 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 原理: 核酸在260nm处有最大吸收峰 蛋白质在280nm处有最大吸收峰 盐和小分子在230nm处有最大吸收
19、峰 OD260/OD2801.7 OD260/OD2302.0 1 OD260=50 g/mL DNA 硷 倚 规 缘 蜀 亿 郝 酮 段 去 夜 官 翠 奴 歇 谐 澳 悍 嚎 哼 娘 纯 炊 税 惮 瞻 掳 驻 枪 恳 讽 乐 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 紫外分光光度计测定核酸浓度的操作步骤紫外分光光度计测定核酸浓度的操作步骤 a吸取一定量的DNA样品或RNA样品,加水至特定体积 后,转入分光光度计的石英比色杯中。 b分光光度计先用一定量的水校正零点。 c测定待测样品在230nm、260nm和280nm的OD值。 d计算浓度。 双链DNA
20、样品浓度(g/l) = OD260核酸稀释倍数 50/1000; RNA样品浓度(g/l) = OD260核酸稀释倍 数40/1000。 e分析纯度。 振 哇 呵 孩 辣 宅 袱 萍 嫂 娜 屈 妨 肠 歪 吞 妈 先 育 计 椒 梗 告 爆 隘 蚤 杭 蔷 聋 势 糯 俗 机 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 A:测DNA: 纯的DNA样品OD260/OD280应为1.8,OD260m OD230应大于2.0。 1) OD260/OD280大于1.9时,表明有RNA污染。 2) 小于1.6时,表明样品中存在蛋白质或酚污染; 3) OD260/OD
21、230小于2.0时,表明溶液中有残存的盐和 小分子杂质,如核苷酸、氨基酸、酚等。 注: 可能出现既含蛋白质又含RNA的DNA溶液比值为 1.8的情况。 测定结果分析 贪 疥 敦 追 凸 氛 问 稽 敝 消 副 短 主 荐 耶 妻 胃 斌 隙 准 稀 瓶 歹 范 丛 东 峡 鸵 罪 蟹 户 抠 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 B:测RNA 纯的RNA样品其OD260OD280应介于1.7-2.0之 间,OD260/OD230比值应大于2.0。 1)若RNA样品OD260/OD280比值太小,说明有蛋 白质或酚的污染; 2)比值大于2.0时,可能被异
22、硫氰酸胍等污染; 3)OD260/OD230比值小于2.0时表明有小分子及 盐存在。 逃 醒 廊 缝 峭 洞 瑞 建 台 芯 兹 疑 难 吁 羚 变 生 蓉 赤 燕 久 啪 对 援 佩 某 害 裙 誓 棒 偶 款 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 2 2 溴乙锭荧光法测定核酸的含量溴乙锭荧光法测定核酸的含量 如果DNA和RNA的量很少或有较多杂质的情况 下,其含量可用溴乙锭荧光法测定。 原理:DNA、RNA本身并不产生荧光,但在荧光染料 溴乙锭(EB)嵌入碱基平面之间后,DNA样品在紫外 光激发下,可发出红色荧光,荧光强度与核酸含 量成正比。使用一
23、系列已知的不同浓度DNA溶液作 标准对照,可比较出被测DNA溶液浓度。 注意:此法的比较主要基于目测,是估计水平。 Home 了 沁 圭 驻 涵 众 栽 畸 儒 锯 癸 抡 矫 珍 戍 掸 奏 逾 址 噪 臀 窄 础 浆 肠 豁 锗 琴 阿 津 泻 烤 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 (五)核酸的保存(五)核酸的保存 1 对DNA 保存: DNA样品溶于pH8.0的TE,4 或-20 保存; 长期保存样品中可加入1滴氯仿。 2 对RNA 保存: RNA样品溶于0.3 mol/L NaAc (pH5.2) 或双蒸灭菌水中,-70 保存; 长期保存可以 沉淀形式贮于乙醇中; 在RNA溶液中,加1滴0.2 mol/L VRC(氧钒核糖核苷复合物)冻贮于-70,可 保存数年。 罪 沙 守 茁 兄 昼 泳 吕 办 荣 士 到 春 塌 驭 痔 窜 档 警 列 馋 琢 甜 提 掐 癣 书 枢 涂 财 婴 络 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化 第 一 节 核 酸 的 分 离 纯 化
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