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動(dòng)物、植物、微生物中提取高質(zhì)量的基因組DNA

瀏覽次數(shù):5683 發(fā)布日期:2013-11-11  來(lái)源:百博明創(chuàng)(北京)
基因組DNA的提取

概 述

  基因組DNA的提取通常用于構(gòu)建基因組文庫(kù)、Southern雜交(包括RFLP)PCR分離基因等。利用基因組DNA較長(zhǎng)的特性,可以將其與細(xì)胞器或質(zhì)粒等小分子DNA分離。加入一定量的異丙醇或乙醇,基因組的大分子DNA即沉淀形成纖維狀絮團(tuán)飄浮其中, 可用玻棒將其取出,而小分子DNA則只形成顆粒狀沉淀附于壁上及底部, 從而達(dá)到提取的目的。在提取過(guò)程中,染色體會(huì)發(fā)生機(jī)械斷裂,產(chǎn)生大小不同的片段,因此分離基因組DNA時(shí)應(yīng)盡量在溫和的條件下操作,如盡量減少酚/氯仿抽提、混勻過(guò)程要輕緩, 以保證得到較長(zhǎng)的DNA。一般來(lái)說(shuō),構(gòu)建基因組文庫(kù), 初始DNA長(zhǎng)度必須在100kb以上,否則酶切后兩邊都帶合適末端的有效片段很少。而進(jìn)行RFLPPCR分析, DNA長(zhǎng)度可短至50kb, 在該長(zhǎng)度以上,可保證酶切后產(chǎn)生RFLP片段(20kb以下),并可保證包含PCR所擴(kuò)增的片段(一般2kb以下)
  不同生物(植物、動(dòng)物、微生物)的基因組DNA的提取方法有所不同; 不同種類或同一種類的不同組織因其細(xì)胞結(jié)構(gòu)及所含的成分不同,分離方法也有差異。在提取某種特殊組織的DNA時(shí)必須參照文獻(xiàn)和經(jīng)驗(yàn)建立相應(yīng)的提取方法, 以獲得可用的DNA大分子。尤其是組織中的多糖和酶類物質(zhì)對(duì)隨后的酶切、PCR反應(yīng)等有較強(qiáng)的抑制作用,因此用富含這類物質(zhì)的材料提取基因組DNA時(shí), 應(yīng)考慮除去多糖和酚類物質(zhì)。
  本實(shí)驗(yàn)以水稻幼苗(禾本科)、李(蘋果)葉子、動(dòng)物肌肉組織和大腸桿菌培養(yǎng)物為材料,學(xué)習(xí)基因組DNA提取的一般方法。

1.
從植物組織提取基因組DNA
  一、材料
  水稻幼苗或其它禾本科植物,李(蘋果)幼嫩葉子。
  二、設(shè)備
  移液器,冷凍高速離心機(jī),臺(tái)式高速離心機(jī),水浴鍋,陶瓷研缽,50ml離心管(有蓋)及5ml1.5ml離心管,彎成鉤狀的小玻棒。
  三、試劑
  1、提取緩沖液100mmol/L Tris·Cl, pH8.0, 20mmol/L EDTA, 500mmol/L NaCl, 1.5% SDS。
  2、提取緩沖液18.6g葡萄糖,6.9g二乙基二硫代碳酸鈉,6.0gPVP240ul巰基乙醇,加水至300ml
  380:4:16/氯仿:戊醇:乙醇
  4 RnaseA母液:配方見(jiàn)第一章。
  5、其它試劑:液氮、異丙醇、TE緩沖液,無(wú)水乙醇、70%乙醇、3mol/L NaAc。
  四、操作步驟:
 。ㄒ唬┧居酌缁蚱渌棠究浦参锘蚪MDNA提取
  1. 50ml離心管中加入20ml提取緩沖液Ⅰ, 60℃水浴預(yù)熱。
  2. 水稻幼苗或葉子5-10g, 剪碎, 在研缽中加液氮磨成粉狀后立即倒入預(yù)熱的離心管中, 劇烈搖動(dòng)混勻, 60℃水浴保溫30-60分鐘(時(shí)間長(zhǎng),DNA產(chǎn)量高), 不時(shí)搖動(dòng)。
  3. 加入20ml氯仿/戊醇/乙醇溶液, 顛倒混勻(需帶手套, 防止損傷皮膚),室溫下靜置5-10分鐘, 使水相和有機(jī)相分層(必要時(shí)可重新混勻)。
  4. 室溫下5000rpm離心5分鐘。 
 

5. 仔細(xì)移取上清液至另一50ml離心管,加入1倍體積異丙醇,混勻,室溫下放置片刻即出現(xiàn)絮狀DNA沉淀。
  6. 1.5ml eppendorf中加入1ml TE。用鉤狀玻璃棒撈出DNA絮團(tuán),在干凈吸水紙上吸干,轉(zhuǎn)入含TE的離心管中,DNA很快溶解于TE。
  7. DNA不形成絮狀沉淀,則可用5000rpm離心5分鐘, 再將沉淀移入TE管中。這樣收集的沉淀,往往難溶解于TE,可在60℃水浴放置15分鐘以上,以幫助溶解。
  8. DNA溶液3000rpm離心5分鐘, 上清液倒入干凈的5ml離心管。
  9. 加入5μl RNaseA(10μg/μl), 37℃ 10分鐘, 除去RNA(RNA對(duì)DNA的操作、分析一般無(wú)影響,可省略該步驟)。
  10. 加入1/10體積的3mol/L NaAc體積的冰乙醇,混勻,-20℃放置20分鐘左右,DNA形成絮狀沉淀。
  11. 用玻棒撈出DNA沉淀,70%乙醇漂洗,再在干凈吸水紙上吸干。
  12. DNA重溶解于1ml TE, -20貯存。
  13. 2μl DNA樣品在0.7% Agarose膠上電泳, 檢測(cè)DNA的分子大小。同時(shí)取15μl稀釋20, 測(cè)定OD260/OD280, 檢測(cè)DNA含量及質(zhì)量。
  [注意] 5g樣品可保證獲得500μg DNA, 足供RFLP、PCR等分析之用。
  (二). 從李(蘋果)葉子提取基因組DNA
  1. 3-5克嫩葉, 液氮磨成粉狀。
  2. 加入提取緩沖液Ⅱ10ml, 再研磨至溶漿狀。10000rpm, 10min
  3. 去上清液,沉淀加提取液Ⅰ20ml, 混勻。65℃, 30-60min, 常搖動(dòng)。
  4. 同本節(jié)(一)中步驟3-13操作。

2. 從動(dòng)物組織提取基因組DNA
  一、材料
  哺乳動(dòng)物新鮮組織。
  二、設(shè)備
  移液管、高速冷凍離心機(jī)、臺(tái)式離心機(jī)、水浴鍋。
  三、試劑
  1、分離緩沖液:10mmol/L Tris·Cl pH7.4, 10mmol/L NaCl, 25mmol/L EDTA。
  2、其它試劑:10% SDS,蛋白酶 K (20mg/ml或粉劑),乙醚,酚:氯仿:異戊醇(25:24:1),無(wú)水乙醇及70%乙醇,5mol/L NaCl,3mol/L NaAc,TE。
  四、操作步驟:
  1. 切取組織5g左右,剔除結(jié)締組織,吸水紙吸干血液,剪碎放入研缽(越細(xì)越好)。
  2. 倒入液氮,磨成粉末,10ml分離緩沖液。
  3. 1ml 10% SDS, 混勻,此時(shí)樣品變得很粘稠。
  4. 50ul1mg 蛋白酶 K, 37保溫1-2小時(shí), 直到組織完全解體。
  5. 1ml 5mol/L NaCl, 混勻,5000rpm離心數(shù)秒鐘。
  6.取上清液于新離心管,用等體積酚:氯仿:異戊醇(25:24:1)抽提。待分層后,3000rpm離心 5分鐘。
  7. 取上層水相至干凈離心管, 2倍體積乙醚抽提(在通風(fēng)情況下操作)
  8. 移去上層乙醚,保留下層水相。
  9. 1/10 體積3mol/L NaAc, 2倍體積無(wú)水乙醇顛倒混合沉淀DNA。室溫下靜止10-20分鐘,DNA沉淀形成白色絮狀物。
  10. 用玻棒鉤出DNA沉淀,70%乙醇中漂洗后,在吸水紙上吸干,溶解于1ml TE,-20保存。
  11. 如果DNA溶液中有不溶解顆粒,可在5000rpm短暫離心,取上清; 如要除去其中的RNA,可加5μl RNaseA(10μg/μl), 37保溫30分鐘, 用酚抽提后, 按步驟9-10重沉淀DNA 

3.
細(xì)菌基因組DNA的制備
  一、材料
  細(xì)菌培養(yǎng)物。
  二、設(shè)備
  移液管, 高速冷凍離心機(jī), 臺(tái)式離心機(jī),水浴鍋。
  三、試劑
  1、CTAB/NaCl溶液:4.1g NaCl溶解于80ml H2 O,緩慢加入10g CTAB,加水至100ml。
  2、其它試劑:氯仿:異戊醇(24:1),酚:氯仿:異戊醇(25:24:1),異丙醇,70% 乙醇,TE,10% SDS,蛋白酶 K (20mg/ml或粉劑),5mol/L NaCl
  四、操作步驟:
  1. 100ml 細(xì)菌過(guò)夜培養(yǎng)液, 5000rpm離心10分鐘, 去上清液。
  2. 9.5ml TE懸浮沉淀, 并加0.5ml 10% SDS, 50μl 20mg/ml(1mg干粉)蛋白酶 K, 混勻, 37保溫1小時(shí)。
  3. 1.5ml 5mol/L NaCl, 混勻。
  4. 1.5ml CTAB/NaCl溶液, 混勻, 65保溫20分鐘。
  5. 用等體積酚:氯仿:異戊醇(25:24:1)抽提, 5000rpm離心10分鐘, 將上清液移至干凈離心管。
  6. 用等體積氯仿:異戊醇(24:1)抽提, 取上清液移至干凈管中。
  7. 1倍體積異丙醇, 顛倒混合, 室溫下靜止10分鐘,沉淀DNA。
  8. 用玻棒撈出DNA沉淀, 70%乙醇漂洗后, 吸干,溶解于1ml TE, -20保存。如DNA沉淀無(wú)法撈出,5000rpm離心, 使DNA沉淀。
  9. 如要除去其中的RNA, 可以按本章第三節(jié)中操作步驟處理。 
4.
基因組DNA的檢測(cè)
  上述方法得到的DNA一般可以用作Southern, RFLP、PCR等分析。由于所用材料的不同,得到的DNA產(chǎn)量及質(zhì)量均不同,有時(shí)DNA中含有酚類和多糖類物質(zhì),會(huì)影響酶切和PCR的效果。所以獲得基因組DNA,均需檢測(cè)DNA的產(chǎn)量和質(zhì)量。
  1. DNA溶液稀釋20-30倍后,測(cè)定OD260 /OD280 比值, 明確DNA的含量和質(zhì)量。
  2. 2-5μl 0.7% agarose膠上電泳, 檢測(cè)DNA的分子大小。
  3. 2μg DNA, 10單位(U)Hind酶切過(guò)夜, 0.7% agarose膠上電泳, 檢測(cè)能否完全酶解(RFLP, DNA必須完全酶解)。
  如果DNA中所含雜質(zhì)多, 不能完全酶切, 或小分子DNA, 影響接續(xù)的分析和操作,可以用下列方法處理:
  (1)選用幼嫩植物組織,可減少淀粉類的含量。
 。2 :氯仿抽提, 去除蛋白質(zhì)和多糖。
 。3Sepharose柱過(guò)濾, 去除酚類、多糖和小分子DNA。
  (4CsCl梯度離心, 去除雜質(zhì), 分離大片段DNA(可用作文庫(kù)構(gòu)建)。

來(lái)源:寶林科(北京)生物科技有限公司
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