煮沸法快速提取质粒.doc

煮沸法快速提取质粒以及DNA酶解和琼脂糖电泳

【实验目的】
【实验原理】
【材料试剂】
【操作步骤】
【注意事项】
【思考题】
【选择实验】

一． 实验目的：
1、 掌握质粒 DNA 分离，纯化的原理
2、 学习煮沸法快速提取质粒 DNA 的方法
3、 学习 DNA的限制性酶切的基本技术
4 、 学习利用琼脂糖电泳测定 DNA片段的长度
二、 实验原理
在基因工程中， DNA 分子的切割是由限制性内切酶来完成的。限制性内切酶能识别特定的 DNA 序列，在一定的条件下切断双链 DNA 。限制性内切酶的作用效率是受多方面因素影响的，如反应温度缓冲体系，离子种类与浓度， DNA 的纯度和甲基化程度等。对 DNA 进行酶切时，首先要选择适合的缓冲液。对于单酶切，应选用该酶的最适缓冲液；对于双酶切或三酶切，应选用一种能使所有酶都充分作用的缓冲液。 DNA 的纯度对于酶切的效果的影响也很大，因为蛋白质。酚。氯仿。 SDS 等杂质都会抑制限制性内切酶的活性。
琼脂糖凝胶电泳是分离，鉴定和纯化 DNA 片段的常规方法。利用低浓度的荧光嵌入染料 - 溴化乙锭进行染色，可确定 DNA 在凝胶中的位置。如有必要，还可以从凝胶中 回收 DNA 条带，用于各种克隆操作。琼脂糖凝胶的分辨能力要比聚丙烯酰胺凝胶低，但其分离范围较广。用各种浓度的琼脂糖凝胶可以分离长度为 200bp 至近 50kbp 的 DNA 。长度 100kb 或更大的 DNA ，可以通过电场方向呈周期性变化的脉冲电场凝胶电泳进行分离。
在基因工程的常规操作中，琼脂糖凝胶电泳应用最为广泛。它通常采用水平电泳装置，在强度和方向恒定的电场下进行电泳。 DNA 分子在凝胶缓冲液（一般为碱性）中带负电荷，在电场中由负极向正极迁移。 DNA 分子迁移的速率受分子大小，构象。电场强度和方向，碱基组成，温度和嵌入染料等因素的影响。
三 ． 实验材料和试剂：
1． 菌种： 含 pUC18 的大肠杆菌 JM107 菌株。
2． 化学试剂和溶液
（1） LB 培养基：
NaCl 10g/l 酵母提取物 5g/l
胰蛋白胨 10g/l 氨苄青霉素 50 μ g/ml （培养基灭菌后加入）
pH7.0
（2） 70% 乙醇（ -20 ℃）及无水乙醇（ -20 ℃）
（3） STET 缓冲液（ pH8.0 ）（ 8% 蔗糖， 0.5%Triton, 50mmol/L EDTA,,10mmol/L Tris ）
（4） 5%CTAB （十六烷基三甲基溴化氨）
（5） 1.2M 氯化钠
（6） TE 缓冲液（ 10mmol/L Tris-HCl, 1mmol/L EDTA ）
（7） 电泳缓冲液（ 50XTAE ）
Tris 242g， 冰醋酸 57.1ml，EDTA(0.5mol/LpH8.0) 100ml
使用时用蒸馏水稀释 50 倍。
（8） 样品缓冲液（ 6X ）
0.25% 溴酚蓝， 0.25% 二甲苯青， 40% （ W/V ）蔗糖
（9） 溴化乙锭 10mg/ml
（10） 琼脂糖（电泳级）
（11） 限制性内切酶
（12） 溶菌酶（ 50mg/ml ，溶于 10mmol/L Tris-HCl ， pH 8.0 ）
3.仪器设备:
台式离心机、超净工作台、高压灭菌锅、恒温振荡培养箱、恒温水浴箱等。
Eppendorf 离心管， Tip 头，三角瓶等灭菌备用。
电泳仪，电泳槽，样品梳，微波炉，水浴锅，移液器（ 20ul, 200ul 和 1000ul ），离心管， Tips(200ul,1000ul) 。
四 ． 操作步骤：
1.质粒提取
（1） 将 2ml 含相应抗生素的 LB 培养基加入到容量为 15ml 的试管中，接种一单菌落，用棉塞封口，在 37 ℃剧烈震荡（ 250rpm ）培养过夜。
（2） 将 1.5ml 培养物转入离心管中，用台式离心机在 4 ℃条件下离心 30 秒（ 12,000 × g ）。
（3） 弃上清液，用滤纸吸干离心管中的液体培养基，将细菌沉淀物悬浮于 200 m l STET 缓冲液，用涡旋混合器充分混匀。
（4） 加入 4 m l 新鲜配制的溶菌酶液，混匀，置室温下 5min 。
（5） 用漂子架住离心管，置于沸水浴中，精确记时 45 秒，取出后立刻离心 10min 。
（6） 用无菌牙签挑取离心管中的沉淀物弃去，离心管的上清液中加入 8 m l 5%CTAB ，用混合器混匀后，高速离心 5min ，弃上清液，用滤纸吸干离心管中的液体。
（7） 加入 1.2M 氯化钠 300 m l ，充分溶解沉淀物，再加入 750 m l 的冷乙醇，充分混匀后，离心 15min ，弃上清液。
（8） 取 1ml 70% 冷乙醇，缓慢淋洗离心管内壁，离心 5min 。弃上清液，用滤纸吸干管壁上的液体，置室温中使核酸沉淀自然干燥 5-10min 。
（ 9 ） 沉淀物溶于 50 m l TE 缓冲液中， 混合器混匀 。
（9） 即成质粒制备液，制备的质粒供下一步实验使用
2.DNA的酶解
设置 DNA的酶切反应，按下列顺序加样（体积： m l ）：
反应管 对照管
置备的质粒 DNA 2 2
酶反应液（ 10 ′ ） 2 2
双蒸水 15 16
限制性内切酶（ 5U） 1 0
总体积 20 20
加完反应液，混匀，离心 1分钟，置于37 0 C水浴中，反应2小时。加入加样缓冲液（10 ′ ） 2 m l
3. 质粒DNA的琼脂糖电泳
1) 量取 100毫升TAE电泳液，加入0.7克琼脂糖，混匀后，置于微波炉中，加热
3分钟，充分溶解琼脂糖。 注意观察，当心煮沸的液体，溢出！
2) 用灭菌后的橡皮胶，封闭清洁干燥的电泳板，并用少量的琼脂糖液封边。安放梳子，调整梳子的底部边缘与电泳板之间的距离，一般以 1-2毫米为宜。
3) 当溶解后的琼脂糖液冷却至 50 0 C左右时，加入溴化乙锭5 m l ，溴化乙锭的最终浓度为1.0 m g/ml . 混匀后，将琼脂糖液倒入电泳板中，静止，切勿移动。
4) 在凝胶完全凝固后（于室温放置 30-45分钟），轻轻地取出梳子，除去胶带，将凝胶放入电泳漕中。
5) 电泳漕中，加入电泳液（ 1 ′ TAE），使电泳液覆盖在琼脂糖胶面之上约1-2毫米。
6) 取上一实验制备的质粒提取液（酶切），加入 1/5样品缓冲液，充分混匀。用移液器将样品小心地加入点样孔。在不同的点样孔中，分别加入DNA分子量标记物（ marker ），对照以及质粒提取液（酶切）样品
7) 接通电源，在 90V下，电泳1小时，当溴酚兰颜料迁移至凝胶前沿时，切断电源。
8) 取出凝胶，在紫外灯下，观察 DNA的迁移位置，并讨论实验结果。
五、 注意事项 :
(1) 从细菌沉淀中或核酸沉淀中去除上清液时，一定要彻底，不能留有残余。
(2) 用 70% 的乙醇溶液洗涤核酸沉淀时一定要十分小心，防止将核酸同洗液一起去掉。
(3) 在实验过程中所用的器皿和吸头等都要进行高压灭菌。
(4) 酶切时，应尽量减少反应中的加水量以使反应体系减到最小。但要确保酶体积不超过反应总体积的十分之一，否则限制酶活性将受到甘油的抑制。
(5)进行酶切消化时，将除酶以外的所有反应成分加入后再从冰箱中取出酶，并应放置于冰上。每次取酶时都应换一个无菌吸头 。 操作要尽可能快，用完后立即将酶放回冰箱
(6) 溴化乙锭 是一种强烈的 致癌物质 ， 使用时必须带手套 。实验结果后，含溴化乙锭的凝胶要进行净化处理。
六、 思考题
１． 对琼脂糖凝胶的电泳结果进行简单的描述；
２． 为何在对凝胶进行操作时要带一次性手套？
３． DNA 分子在电泳缓冲液中带正电荷还是负电荷？它在电场中的移动方向如何？
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