质粒的提取
提取质粒的主要步骤原理
提取质粒的主要步骤原理
提取质粒是一种分离和纯化质粒DNA的常见实验技术。质粒是细菌细胞内环状的DNA分子,通常用于基因克隆、转化、表达和基因组编辑等研究。下面将详细介绍质粒提取的主要步骤原理。
1. 细菌培养:首先,选择含有目标质粒的细菌菌株进行培养。通常使用大肠杆菌等常用实验菌株。将细菌接种到含有适当营养物质(如LB培养基)的培养物中,并在适当条件下培养,如37摄氏度、220 rpm振荡培养。
2. 收获细菌:将培养至适当生长期的细菌用离心机离心,收集菌体沉淀。通常使用1500×g离心10分钟,得到一个细菌菌体的沉淀。
3. 质粒裂解:利用物理或化学方法将细菌菌体裂解,释放内部的质粒DNA。物理方法包括超声波处理和冻融法,而化学方法则涉及使用碱性裂解液(如SDS 和NaOH)。该步骤破坏了细胞壁和细胞膜,以及核酸酶等酶的活性。
4. 蛋白质沉淀:为了去除细菌染色体DNA和蛋白质,可通过蛋白质沉淀步骤使质粒DNA纯化。一种常用的方法是加入混合溶液,其中包含非离子性洗涤剂(如SDS)和蛋白酶K。SDS具有溶解细菌膜和蛋白质的作用,而蛋白酶K能够降解杂质蛋白质。该反应可以在高温条件下进行,如50-60摄氏度,以增加SDS和蛋白酶K的活性。
5. DNA沉淀:通过加入盐和酒精,可以使DNA溶液中的质粒DNA沉淀。正常情况下,添加等体积的冷异丙醇,再加入适量的盐溶液。因为质粒DNA在冷异丙醇和高盐浓度下更容易沉淀。经过离心,沉淀的DNA可被分离出来。
6. 洗涤和溶解:将DNA沉淀洗涤一两次,以去除盐和其他杂质。通常使用70%乙醇洗涤,再次离心以分离DNA沉淀,然后去除液体,使其干燥。最后,用适当的缓冲液(如TE缓冲液)溶解质粒DNA,以得到高纯度的DNA溶液。
提取质粒的原理
提取质粒的原理
质粒是一种环状的DNA分子,存在于细菌、酵母等微生物细胞中,具有自主复制和传递的能力。质粒在基因工程中扮演着重要的角色,可以被用来携带外源基因并在宿主细胞中表达。因此,提取质粒是基因工程实验中必不可少的步骤之一。本文将介绍提取质粒的原理及其相关技术。
提取质粒的原理
提取质粒的原理基于细胞裂解和质粒分离的过程。一般来说,提取质粒的步骤包括以下几个方面:
1. 细胞裂解
首先需要将含有质粒的细胞进行裂解,使质粒从细胞内部释放出来。细胞裂解的方法有多种,包括机械破碎、超声波破碎、化学裂解等。其中,化学裂解是最常用的方法之一,其原理是利用化学试剂破坏细胞壁和细胞膜,使细胞内部的物质释放出来。常用的化学试剂包括SDS、EDTA、蛋白酶K等。
2. 分离质粒
细胞裂解后,需要将质粒从其他细胞组分中分离出来。质粒的分离方法有多种,包括离心、柱层析、电泳等。其中,离心是最常用的
方法之一,其原理是利用离心力将不同密度的物质分离开来。在离心过程中,质粒会沉积到离心管底部形成沉淀,其他细胞组分则会在上层形成上清液。此时,可以将上清液倒掉,留下质粒沉淀。
3. 纯化质粒
分离出的质粒可能会受到其他杂质的污染,因此需要进行纯化。质粒的纯化方法有多种,包括酚-氯仿法、硅胶柱层析法、离子交换柱层析法等。其中,酚-氯仿法是最常用的方法之一,其原理是利用酚和氯仿的不同溶解度将DNA、RNA和蛋白质分离开来。在酚-氯仿法中,质粒会在上层形成一个白色的粘稠物质,其他杂质则会在下层形成。
提取质粒的技术
提取质粒的技术有多种,包括常规提取法、快速提取法、自动提取法等。其中,常规提取法是最常用的方法之一,其步骤如下:
质粒提取方法详解
第一节概述
把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术,送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工具叫载体(Vector)。细菌质粒是重组DNA技术中常用的载体。
质粒(Plasmid)是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1-200kb不等,为双链、闭环的DNA分子,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中,它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质,如离开宿主细胞则不能存活,而宿主即使没有它们也可以正常存活。质粒的存在使宿主具有一些额外的特性,缍钥股氐目剐缘取质粒(又称F因子或性质粒)、R质粒(抗药性因子)和Col质粒(产大肠杆菌素因子)等都是常见的天然质粒。
质粒在细胞内的复制一般有两种类型:紧密控制型(Stringent control)和松驰控制型(Relaxed cont rol)。前者只在细胞周期的一定阶段进行复制,当染色体不复制时,它也不能复制,通常每个细胞内只含有1个或几个质粒分子,如F因子。后者的质粒在整个细胞周期中随时可以复制,在每个细胞中有许多拷贝,一般在20个以上,如Col E1质粒。在使用蛋白质合成抑制剂-氯霉素时,细胞内蛋白质合成、染色体DNA复制和细胞分裂均受到抑制,紧密型质粒复制停止,而松驰型质粒继续复制,质粒拷贝数可由原来20多个扩增至1000-3000个,此时质粒DNA占总DNA的含量可由原来的2%增加至40-50%.
第二节利用同一复制系统的不同质粒不能在同一宿主细胞中共同存在,当两种质粒同时导入同一细胞时,它们在复制及随后分配到子细胞的过程中彼此竞争,在一些细胞中,一种质粒占优势,而在另一些细胞中另一种质粒却占上风。当细胞生长几代后,占少数的质粒将会丢失,因而在细胞后代中只有两种质粒的一种,这种现象称质粒的不相容性(Incompatibility)。但利用不同复制系统的质粒则可以稳定地共存于同一宿主细胞中。
质粒提取 原理及步骤
质粒提取原理及步骤
质粒提取是分子生物学中的一项重要实验技术,被广泛应用于基因克隆、基因转染、
基因表达等方面。本文将重点介绍质粒提取的原理及步骤。
一、原理
质粒提取的原理基于质粒和细胞的生化学性质差异。质粒是一种独立复制的DNA分子,可以自主复制并传递给细胞的子代。而在真核细胞中,大多数DNA都位于细胞核中,很难
获得足够的DNA量进行实验。质粒提取利用了这一差异,将大量的质粒从细胞中提取出
来。
质粒提取的主要步骤如下:
二、步骤
1. 细胞培养
首先需要选择适当的细胞类型并在培养基中培养,使细胞处于最佳生长状态。对于大
多数细胞类型,建议在对数生长期时采集,因为此时细胞数量最多且代谢活跃,可以有效
提高质粒提取的DNA量和质量。同时,还需注意避免细胞因为过于密集而形成聚集体或凝胶。
2. 细胞收获
收获细胞的方法取决于细胞类型和实验的目的。常见的方法包括用PBS或细胞培养液
将细胞冲洗下来,或者用胶体离心等方法进行细胞收获。收获的细胞量需要根据实验需求
进行调整,一般建议在0.1-1g的范围内收获细胞。
3. 细胞裂解
细胞裂解是质粒提取过程中最关键的步骤之一,它能有效破坏细胞膜和核膜,释放细
胞内的DNA。常用的细胞裂解剂包括SDS、Triton X-100和Tween-20等,同时还需要将细胞裂解液加入蛋白酶抑制剂和DNA酶切酶,以避免核酸降解和一些酶促反应的发生。细胞
裂解后,将细胞裂解液转移到离心管中,并进行离心分离,将细胞碎片等大分子杂质通过
离心将其剔除。
4. DNA纯化
DNA纯化是质粒提取的最后一步,目的是将提取得到的DNA从其他杂质中纯化出来。
质粒提取方法
质粒提取:
质粒是细胞染色体外弄够自主复制的很小的环状DNA分子。
1、将新鲜单菌落或液体培养物接种到5mL液体培养基中,32℃振荡培养至对数生长后期;(振荡速度250-300rpm)
2.将菌液倒入1.5mL离心管中,4℃,10000rpm离心20秒,弃去上清液,将离心管倒置于吸水纸上,使上清液尽可能去尽。为增加菌体的量,可重复操作2-3次;
3.将收集的沉淀重悬于预冷的100μL溶液Ⅰ中,涡旋混匀,使充分悬浮,温室放置5分钟。
4.加入200μL溶液Ⅱ,颠倒混匀,冰浴5分钟。(1、溶液变成半透明粘液;2、冰浴使染色体DNA片段不至于太小,质粒不容易开环;3、若SDS因温度太低析出,需微热使融)
5.加入150μL溶液Ⅲ,混匀,冰浴5分钟,(DNA复性)
6.12000rpm离心5分钟,将上清液移至1个新的1.5mL的离心管中,(上清液为复性的质粒,沉淀为缠绕的染色体及少量蛋白质)
7.加入2倍体积无水乙醇颠倒混匀,室温放置10分钟,(无需-20℃)
8.12000rpm离心10分钟,弃去上清液,将管口打开,倒置于吸水纸上,使所有液体尽可能流出。
9.加入1mL75%乙醇(洗去DNA表面的盐类),12000rpm离心5分钟。
10.弃去上清液,将离心管倒置于吸水纸上,使液体流尽,置通风厨中至液体挥干(乙醇需完全挥发)
11.将沉淀溶于40μL含20μg/L(2%的浓度)的RNA酶的TE溶液中,38℃放置于10分钟,-20℃保存。
12.检验
(DNA溶于水,不溶于酒精)
质粒提取中溶液的配制(准备工作)
1. 0.5M EDTA(pH=8.0)(10mL)
质粒提取步骤及原理
质粒提取是分子生物学中常用的实验技术,其目的是从细菌中提取出质粒DNA,用于后续的基因操作和分析。下面是质粒提取的主要步骤和原理的详细解释。
一、质粒提取原理
质粒是细胞内的一种环状的小分子DNA,是进行DNA重组的常用载体。作为一个具有自身复制起点的复制单位独立于细胞的主染色体之外,质粒DNA上携带了部分的基因信息,经过基因表达后使其宿主细胞表现相应的性状。在DNA重组中,质粒或经过改造后的质粒载体可通过连接外源基因构成重组体。从宿主细胞中提取质粒DNA,是DNA重组技术中最基础的实验技能。
二、质粒提取步骤
培养细菌使质粒扩增:将含有目标质粒的细菌接种在适当的培养基上,提供适当的条件(如温度、湿度和营养)使细菌生长和繁殖,从而使质粒得到扩增。
收集和裂解细菌:通过离心等方法收集培养好的细菌,然后使用适当的裂解液裂解细菌,使细菌的细胞壁和细胞膜破裂,释放出内部的质粒DNA。
分离和纯化质粒DNA:通过离心、过滤或层析等方法,将裂解液中的蛋白质、细胞碎片等杂质去除,得到相对纯净的质粒DNA。这个过程中可能需要使用一些特殊的试剂或柱子来提高分离和纯化的效率。
通过以上步骤,我们可以从细菌中提取出高质量的质粒DNA,用于后续的基因操作和分析。
质-粒-提-取-原理及步骤
质-粒-提-取-原理及步骤
概述
质粒提取,又称DNA提取,是一种分离和提取所需DNA的过程。质粒提取在
许多实验中都是非常重要的步骤,例如基因工程、分子生物学、遗传学和其他
DNA相关实验。本文将介绍质粒提取的原理及步骤。
原理
DNA提取的过程通常包括细胞破碎、DNA纯化、DNA溶解和复性等步骤。对
于质粒提取,主要步骤通常包括以下内容:
1.细菌培养:
在质粒提取之前,需要将细菌培养在含有适当抗生素的培养基中,用于扩增质
粒数量。
2.细胞破碎:
使细胞破裂以释放出含有质粒的细胞内物质,此步骤需要进行严格的抗污染措施,以避免污染质粒样本。
3.除去污染物:
除去细胞壁、蛋白质、核酸和其他污染物。
4.离心分离:
将上述步骤中提取出的样本进行离心分离,使DNA沉淀,以便进一步纯化。
5.溶解:
通过加入一定的缓冲液或去离子水,使DNA重新溶解。
步骤
以下是一种常见的质粒提取步骤:
1.处理样本:将含有所需质粒的细胞收集,并进行初始处理,包括细胞
壁破裂、核酸纤维溶解等。
2.傅里叶纯化:通过傅里叶变换纯化,将细胞内杂质和有机污染物清除。
3.离心分离:将细胞样本离心,使DNA沉淀到底部,并且将上层样本
移除。
4.乙醇沉淀:加入乙醇沉淀,将DNA纯化到上清液。
5.重振溶解:最后使用适当缓冲液重振重振溶解DNA,也可以使用去
离子水重振。
以上就是质粒提取的原理和步骤,这是一个非常重要的操作,在DNA研究和实验中有着广泛的应用。我们需要注意的是,在操作过程中需要进行高标准的质量控制,以确保实验结果的准确性。
三种提取质粒的方法及原理
三种提取质粒的方法及原理
《三种提取质粒的方法及原理》
一、离心法
离心法是最常用的一种提取质粒的方法,它通过离心力的作用,使细胞或质粒(例如DNA、RNA等)从悬浮液中分离出来,从而得到提取的质粒。分离过程如下:
1.从对象(例如细胞)上提取纯化的质粒,使其形成悬浮液。
2.将所得悬浮液置于微量离心机中,加入适当的离心剂,并配置合适的离心条件(如离心速度,离心时间)。
3.根据离心力,细胞及其他悬浮液的组分会在离心机的内壁及底部形成层,质粒则聚集在中心处,形成离心质粒。
4.把离心质粒从中心处取出,即可得到纯化的质粒。
二、丙酮离心法
丙酮离心法是一种以丙酮、乙醇和水作为分离剂的提取质粒方法,它可用于提取活性质粒,如抗体、RNA和DNA等,这是因为丙酮和乙醇可以良好地维持质粒的活性,并可以使悬浮液以柱状分离,有利于质粒的提取。丙酮离心法的分离过程如下:
1.将所要提取的对象加入适当的提取液(如200 ml丙酮),形成悬浮液。
2.将悬浮液置于微量离心机中,并配置合适的离心条件。
3.由于丙酮和乙醇的作用,悬浮液以柱状分离,并形成梁状质粒在柱峰中。
4.把梁状质粒从柱峰中取出,即可得到纯化的质粒。
三、超滤法
超滤法是一种用于提取质粒的物理分离方法,它通过扩散作用及滤膜孔径的大小,可以有效地将非蛋白质物质等从悬浮液中分离出来,而不改变其本身的结构和性质。超滤法的分离过程如下:
1.将所要提取的对象加入适当的提取液(如水),形成悬浮液。
2.将所得悬浮液置于微量超滤器中,并配置合适的超滤条件(如超滤压力、超滤温度)。
质粒提取原理和方法
质粒提取原理和方法
质粒提取是从细菌基因组中提取出质粒DNA的一种方法。它是分子生物学和遗传工程中常用的技术,可用于质粒的纯化和制备。
质粒提取的原理主要基于以下几个步骤:
1.细菌培养:首先,我们需要将含有目标质粒的细菌培养在适当的培养基上,通过高速离心将细菌收集起来。
2.细菌溶解:将培养物进行离心,分离菌落。然后采用一定的细胞破碎方法,如超声波震荡、冻融等,将细菌细胞壁破坏,使质粒DNA释放到溶液中。
3.质粒分离:通过离心将细菌碎片、蛋白质等杂质与质粒DNA分离。一般是通过两次离心来完成,第一次较低速离心用于去除细菌碎片和细胞蛋白质,第二次较高速离心用于沉淀质粒DNA。
4.DNA纯化:将质粒DNA从上一步得到的沉淀物中提取出来。可以使用酚/氯仿法、硅胶柱法、商用试剂盒等方法进行纯化。其中酚/氯仿法是较为常用的方法,它可以将DNA溶于水相,而蛋白质和其他的污染物则溶于有机相。
5.DNA沉淀:将纯化得到的DNA溶液加入适量的酒精沉淀剂(如乙醇或异丙醇),再次进行高速离心,使DNA沉淀到离心管底部。
6.DNA洗涤:将离心管底部形成的DNA沉淀用70%乙醇洗涤,去除酒精沉淀剂和其他杂质。然后用空气吹干,最后用一定体积的纯水或缓冲液溶解。
质粒提取的方法根据实验需求不同和实验室条件的不同可以有所差异,常用的方法有以下几种:
1.酚/氯仿法:这是一种经典的DNA提取方法,它将质粒DNA溶于三
氯甲烷和酚的混合物中,蛋白质和其他污染物则溶于酚相。离心去除酚相,再用异丙醇沉淀DNA,最后用70%乙醇洗涤。
提取质粒的方法
提取质粒的方法
提取质粒是分子生物学实验中的常见步骤之一,其目的是将细菌中的质粒分离出来,以进行后续的实验操作。提取质粒有多种方法,本文将介绍其中的几种常用方法及其优缺点。
一、CACl2热激转化法
CACl2热激转化法是经典的提取质粒方法之一。其过程如下:
1. 将含有目的质粒的细菌培养物进行扩增,使细菌数达到一定程度。
2. 离心将细菌沉淀下来,将培养液中的菌落去除。
3. 用无菌水洗涤细菌沉淀,用CACl2溶液缓慢重悬细菌,使CACl2浓度达到0.1M。
4. 加入pH 6.5的冷缓冲液,浸泡在冰上15分钟。
5. 在热水浴中40-45℃,热激转化。
6. 加入含有抗生素的琼脂糖平板上进行筛选。
该方法的优点是操作简单,不需要特殊设备,且质粒提取量较大。但其缺点也显而易见,即有毒化学物质CACl2使用,对质粒构建的影响较大,在序列克隆等需要高质量的质粒时不适用。
二、碱裂解法
碱裂解法是一种有效的质粒提取方法,是利用质粒DNA与蛋白质的不同耐碱性,将质粒分离出来的方法。其操作流程如下:
1. 将细菌沉淀用含50mM Tris-HCl(pH 8.0)的盐水洗涤。
2. 加入含50mM Tris-HCl(pH 8.0)、25mM EDTA和1%SDS的Lysis Buffer(血浆蛋白)溶液,充分振荡混合,放在65℃水浴中加热,使细胞破裂并释放DNA和蛋白质。
3. 加入冷异丙醇,低温离心,使DNA和蛋白质分开。注意此步骤中异丙醇的体积比例对DNA的提取量有较大影响,需根据实验需要酌情设置。
4. 倒出上清液,将沉淀用50%异丙醇洗涤。
抽取质粒的基本原理
抽取质粒的基本原理
抽取质粒的基本原理是利用纯化和分离的方法从细胞中提取质粒DNA。质粒是细菌或酵母等微生物细胞内自主复制的环状DNA分子。
抽取质粒的基本步骤如下:
1. 培养细胞:首先,需要培养含有目标质粒的细菌或酵母菌株。这可以通过选择性培养基以及加入适当浓度的抗生素来实现,使只有含有目标质粒的细胞能够生长和存活。
2. 收获细胞:将培养好的细胞离心,以去除培养基和细胞代谢产物。
3. 细胞裂解:将细胞用适当的裂解剂(如SDS、尿素等)处理,以破坏细胞壁和细胞膜,使细胞内容物释放出来。此时,目标质粒DNA也被释放出来。
4. 质粒分离:通过高速离心,将裂解后的细胞内容物离心分离,将含有目标质粒DNA的上清液分离。
5. DNA纯化:将分离得到的上清液经过一系列的纯化步骤,如酚/氯仿提取、等渗乙醇沉淀等,将目标质粒DNA纯化。
6. 检测和测定:最后,对纯化得到的质粒DNA进行质量和浓度的检测和测定,
以便后续实验的使用。
需要注意的是,抽取质粒的详细步骤可能因实验目的和使用的技术方法而有所不同,但上述基本原理是大致相同的。
质粒提取原理
质粒提取原理
质粒提取是分子生物学实验中常见的操作,其原理主要是利用离心、溶解、沉
淀等方法将目标质粒从细菌中提取出来,为后续的实验操作提供必要的材料基础。下面将详细介绍质粒提取的原理及相关操作步骤。
一、离心法。
离心法是质粒提取的基础步骤之一,其原理是通过高速离心使得细菌细胞和质
粒分离。首先,将含有目标质粒的培养基液体培养物进行离心,使得细菌细胞被沉淀到离心管底部,上清液中则含有目标质粒。接着,将上清液转移至新的离心管中,再次进行离心操作,将残余的细菌细胞去除,得到含有目标质粒的上清液。
二、溶解法。
溶解法是质粒提取的另一关键步骤,其原理是通过特定的溶解液将目标质粒从
细菌细胞中释放出来。一般情况下,利用含有EDTA和蛋白酶K的溶解液对细菌
细胞进行裂解,使得细菌细胞壁和膜被破坏,质粒得以释放。此时,目标质粒已经被释放到溶解液中,为后续的纯化操作做好准备。
三、沉淀法。
沉淀法是质粒提取的最后一步,其原理是通过加入盐类或醇类使得目标质粒沉
淀到溶液底部,从而实现质粒的分离和纯化。一般情况下,将加入盐类或醇类的溶液与目标质粒混合后,通过离心将质粒沉淀到离心管底部,上清液中则含有杂质和其他不需要的物质。最后,将上清液倒掉,得到沉淀的质粒,即可用于后续的实验操作。
综上所述,质粒提取的原理主要包括离心、溶解和沉淀三个步骤。通过这些操作,可以有效地将目标质粒从细菌中提取出来,并得到相对纯净的质粒样品,为分子生物学实验提供了重要的基础材料。在实际操作中,需要严格按照操作步骤进行
操作,并注意操作中的细节,以确保提取到高质量的质粒样品。希望本文介绍的质粒提取原理能够对相关实验工作有所帮助。
质粒提取原理
质粒提取原理
质粒提取是分子生物学实验中常见的操作步骤,它是用来从细
菌中提取质粒DNA的过程。质粒是一种环状的DNA分子,存在于细
菌细胞内,通常含有一些特定的基因,可以编码一些特定的蛋白质,或者在转基因研究中被用来携带外源基因。质粒提取的目的是获取
纯净的质粒DNA,以便进行后续的分子生物学实验,如PCR扩增、
酶切、连接等。
质粒提取的原理主要包括细菌培养、细菌裂解、质粒分离、质
粒纯化等步骤。首先,需要将含有目标质粒的细菌进行培养,使其
快速增殖。然后,利用裂解液将细菌细胞壁破坏,释放出细胞内的
质粒DNA。接着,通过离心等手段将质粒DNA与其他细胞组分分离。最后,利用各种纯化技术,如硅胶柱层析、离心浓缩等方法,将质
粒DNA纯化出来,去除杂质和污染物,得到纯净的质粒DNA。
在质粒提取的过程中,有一些关键的因素需要注意。首先是裂
解液的选择,裂解液中的成分和浓度会影响到细菌细胞的裂解效果,不同类型的细菌可能需要不同的裂解条件。其次是质粒分离的方法,可以通过离心、过滤、柱层析等方式进行质粒的分离,需要根据实
验的需要选择合适的方法。最后是质粒纯化的步骤,纯化的效果直
接影响到后续实验的结果,因此需要选择适合的纯化方法,并严格
控制操作的条件。
质粒提取的原理虽然简单,但在实际操作中需要注意许多细节。比如,细菌培养的条件、裂解液的配制、离心参数的设定、纯化柱
的选择等等,都会对实验结果产生影响。因此,在进行质粒提取实
验时,需要严格按照操作步骤进行,并且在实验过程中及时调整实
验条件,以确保提取到高质量的质粒DNA。
提取质粒的原理
提取质粒的原理
随着基因工程技术的不断发展,提取质粒已经成为了分子生物学和生物技术领域中的一项基本操作。质粒提取是指从细菌中提取质粒,并进行纯化和鉴定的过程。质粒是一种很小的环状DNA分子,它存在于细菌细胞内,并承担着细菌的一些重要生命活动,如抗生素抗性等。质粒提取的过程是分子生物学实验中的一个重要步骤,对于分子生物学实验的成功与否有着至关重要的作用。本文将介绍质粒提取的原理和方法。
质粒提取的原理
提取质粒的原理主要是利用细菌细胞壁的物理和化学特性,将细菌细胞壁破裂,并将质粒从其中分离出来。主要的步骤包括:
1. 细胞裂解
将细菌细胞裂解是提取质粒的第一步。细胞壁的物理和化学特性限制了质粒的提取,因此需要先破坏细胞壁。通常使用碱性溶液、高渗液、超声波等方法破坏细胞壁,使得细胞内的物质可以释放出来。
2. 分离质粒
破坏细胞壁后,质粒和细胞内的其他物质就一起释放出来了。此时需要用化学方法将质粒与其他物质分离开来。常用的方法有离心、
溶液层析、凝胶过滤等。
3. 纯化质粒
分离出来的物质中,除了质粒外还有其他的DNA片段、RNA、蛋白质等。为了得到纯净的质粒,需要进行进一步的纯化。如聚丙烯酰胺凝胶电泳、离子交换层析、亲和层析等。
4. 鉴定质粒
最后一步是鉴定质粒。鉴定质粒的方法有多种,包括酶切、PCR、测序等。通过这些方法可以确定质粒序列、大小、拓扑结构等信息。
质粒提取的方法
1. 碱裂解法
碱裂解法是最常用的质粒提取方法之一。其原理是利用NaOH和SDS对细胞壁进行破坏,使得细胞内的DNA、RNA、蛋白质等物质可以释放出来。具体步骤如下:
质粒提取方法详解
第一节概述
把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术,送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工具叫载体(Vector)。细菌质粒是重组DNA技术中常用的载体。
质粒(Plasmid)是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1-200kb不等,为双链、闭环的DNA分子,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中,它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质,如离开宿主细胞则不能存活,而宿主即使没有它们也可以正常存活。质粒的存在使宿主具有一些额外的特性,缍钥股氐目剐缘取质粒(又称F因子或性质粒)、R质粒(抗药性因子)和Col质粒(产大肠杆菌素因子)等都是常见的天然质粒。
质粒在细胞内的复制一般有两种类型:紧密控制型(Stringent control)和松驰控制型(Relaxed cont rol)。前者只在细胞周期的一定阶段进行复制,当染色体不复制时,它也不能复制,通常每个细胞内只含有1个或几个质粒分子,如F因子。后者的质粒在整个细胞周期中随时可以复制,在每个细胞中有许多拷贝,一般在20个以上,如Col E1质粒。在使用蛋白质合成抑制剂-氯霉素时,细胞内蛋白质合成、染色体DNA复制和细胞分裂均受到抑制,紧密型质粒复制停止,而松驰型质粒继续复制,质粒拷贝数可由原来20多个扩增至1000-3000个,此时质粒DNA占总DNA的含量可由原来的2%增加至40-50%.
第二节利用同一复制系统的不同质粒不能在同一宿主细胞中共同存在,当两种质粒同时导入同一细胞时,它们在复制及随后分配到子细胞的过程中彼此竞争,在一些细胞中,一种质粒占优势,而在另一些细胞中另一种质粒却占上风。当细胞生长几代后,占少数的质粒将会丢失,因而在细胞后代中只有两种质粒的一种,这种现象称质粒的不相容性(Incompatibility)。但利用不同复制系统的质粒则可以稳定地共存于同一宿主细胞中。
质粒的提取
质粒DNA提取
细菌质粒是一类双链、闭环的DNA,大小范围从1kb至200kb以上不等。各种质粒都是存在于细胞质中、独立于细胞染色体之外的自主复制的遗传成份,通常情况下可持续稳定地处于染色体外的游离状态,但在一定条件下也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。
质粒已成为目前最常用的基因克隆的载体分子,重要的条件是可获得大量纯化的质粒DNA分子。目前已有许多方法可用于质粒DNA的提取,碱裂解法是最为常用的提取方法。其优点是收获率高,适于多数的菌株,所得产物经纯化后可满足多数的DNA重组操作。
原理:用SDS和NaOH处理细菌后,会导致细菌细胞破裂,释放出质粒DNA 和染色体DNA,两种DNA在强碱环境都会变性。由于质粒和主染色体的拓扑结构不同,变性时前者虽然两条链分离,却仍然缠绕在一起不分开;但后者完全变性甚至出现断裂,因此,当加入pH4.8的酸性乙酸钾降低溶液pH值,使溶液pH 值恢复较低的近中性水平时,质粒的两条小分子单链可迅速复性恢复双链结构,但是主染色体DNA则难以复性。十二烷基磺酸钠(SDS)是一种阴离子表面活性剂,它既能使细菌细胞裂解,又能使一些蛋白质变性。在离心时,大部分主染色体与细胞碎片,杂质等缠绕一起被沉淀,而可溶性的质粒DNA留在上清夜中。再由苯酚/氯仿 /异戊醇沉淀、乙醇洗涤,可得到纯化的质粒DNA。碱裂解法提取的质粒DNA可直接用于酶切、PCR扩增、银染序列分析等。
试剂配制及作用机理
1. 溶液ⅠpH 8.0: 50mM葡萄糖,25mM Tris-HCl,10mM EDTA。
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1.严格遵守实验室安全管理制度 2.严格按照实验要求进行实验 3.实验分组5人一组,可以自由组合
考试成绩
平时成绩, 考勤和课堂表现, 50% 实验及实验报告, 50%
实验报告评分细则 实验原理 10分 实验目的 5分 仪器材料和试剂 10分 实验步骤 20分 实验结果与分析 45分 (其中,实验结果20分, 结果分析25分) 心得体会 10分
Solution II 0.4mo1/LNa0H,2%SDS(十二烷基硫酸钠),使用前等体积混合
Solution III 5mo1/L 乙酸钾 60mL; 冰乙酸 11.5mL; 灭菌水 28.5mL TE缓冲液 10mmo1/L Tris•HCl; 1mmo1/L EDTA(pH8.0); RNA酶(RNA酶A) Tris•HCl(pH7.5)、15mmo1/L NaCl中,配成10 mg/mL的浓度,于100℃加热15min, 缓 慢冷却至室温,保存于-20℃。 70%乙醇(放-20℃冰箱中,用后即放回)
实验一、质粒DNA的提取
一、实验目的
二、实验原理 三、实验器材与试剂 四、实验步骤
一、实验目的
学习和掌握试利用试剂盒碱裂解法提取质粒用于原 位杂交探针的标记
二、实验原理
碱裂解法提取质粒是根据共价闭合环状质粒DNA与线性 染色体DNA在拓扑学上的差异来分离它们。 在pH值介于12.0-12.5范围内 线性的DNA双螺旋结构解开而被变性 共价闭环质粒DNA的氢键会断裂,但两条互补链彼此 相互盘绕,仍会紧密地结合在一起。
源自文库
三、实验器材与试剂
1.仪器:恒温培养箱,恒温摇床,台式离心机,高压灭菌锅。 2.材料:含质粒的大肠杆菌,1.5mL 离心管,吸头,移液器。 3.试剂:质粒小量制备试剂盒(质粒DNA小量提取试剂盒, 天根公司) 常用碱法提取质粒的溶液的参考配方: Solution I 50mmo1/L 葡萄糖; 25mmo1/L Tris•HCl(pH8.0); 10 mmo1/L 乙二胺四乙酸; EDTA)pH8.0
5. 拔掉梳子,将胶放入电泳槽内(保证电泳缓冲 液足够淹没过胶面) 6. 将15uL 质粒洗脱液与3uL的DNA上样缓冲液 (使DNA沉降至点样孔内+电泳指示剂)混合, 加于1% Agarose 做凝胶电泳分析,检测其纯 度和目测定量。
如果质粒质量较好,则剩余质粒-20℃保存备用。 可用于原位杂交探针标记。
6. 将上一步收集的上清液用移液器转移到吸附柱CP3 中 (吸附柱放入收集 管中),注意尽量不要吸出沉淀。10,000 rpm 离心30-60 秒,倒掉收集 管中的废液,将吸附柱CP3 放入收集管中。
8. 向吸附柱CP3 中加入600 μL漂洗液PW ,10,000 rpm离心60 秒,倒掉收集管 中的废液,将吸附柱CP3放入收集管中。 9. 向吸附柱CP3 中加入500 μL 漂洗液PW,10,000 rpm 离心60秒,倒掉收集管中 的废液。
Ⅲ、质粒的琼脂糖凝胶电泳
琼脂糖凝胶的制备及电泳 1,量筒量取100 ml TAE,倒入容积为250 ml 的三角烧瓶 2,电子天平称取1g 琼脂糖,倒入三角烧瓶 3,摇匀后放入微波炉加热至沸腾2-3次 4,室温放置至不烫手为止,加入溴化乙锭(EB,有毒性,请 带手套),摇匀后,倒入制胶槽(事先插上梳子),冷却至 胶完全凝固(约15-30分钟)。
10. 将吸附柱CP3 放入收集管中, 12,000 rpm (~13,400×g) 离心2 分钟,将吸附柱 中残余的漂洗液去除干净。
11. 将吸附柱CP3 置于一个干净的离心管中,向吸附膜的中间部位滴加50μL ddH2O (或洗脱缓冲液EB),室温放置 6 分钟,12,000 rpm (~13,400×g) 离心 1 分钟将质粒溶液收集到离心管中。 12、离心管中收集的就是洗脱下来的质粒DNA
四、实验步骤
I 培养细菌(已完成)
II 收集和裂解细菌
III
纯化质粒DNA
正式实验前,请学习移液枪的使用
1. 柱平衡步骤:加入500μ L 的平衡液BL,12,000 rpm (~13,400×g ) 离 心1 分钟。倒掉收集管中的废液,将吸附柱重新放回收集管中。 2. 取1-5 mL(3mL)过夜培养的菌液,10,000 rpm 离心1 分钟,尽量吸除 上清(菌液较多时可以通过多次离心将菌体沉淀收集到一个离心管中)。 3. 向留有菌体沉淀的离心管中加入250 μ L 溶液P1,使用移液器或涡旋振 荡器彻底悬浮细菌沉淀。 4. 向离心管中加入250 μ L 溶液P2,温和地上下翻转6-8 次使菌体充分裂 解。 5. 向离心管中加入350 μ L溶液P3,立即温和地上下翻转6–8 次,充分混 匀,此时将出现白色絮状沉淀。10,000 rpm离心10 分钟。
当加入pH4.8的乙酸钾高盐缓冲液恢复pH至中性时, 共价闭合环状的质粒DNA的两条互补链仍保持在一起,因此复性 迅速而准确, 线性的染色体DNA的两条互补链彼此已完全分开,复性就不会那 么迅速而准确,它们缠绕形成网状结构,通过离心,染色体DNA 与不稳定的大分子RNA,蛋白质-SDS复合物等一起沉淀下来而 被除去。