基因工程学原理 第三章 全细胞DNA的提取(2003)
基因工程的主要技术原理
相同分子量的DNA:
闭合环状卷曲超螺旋迁移最快, 线性分子次之, 伸展开环状最慢。
Agarose gel electrophoresis
Gel electrophoresis is not only used as an analytical method, it is routinely used preparatively for the purification of specific DNA fragments.
第二节 DNA的凝胶电泳
一、电泳的基本原理
1. 带电荷的分子在电场中会以一定的速率 向与其电荷性质相反的电极移动,速度 称为电泳迁移率。
2. 电泳迁移率同电场的强度和分子本身所 带的净电荷数目成正比。
3. 电泳迁移率同分子与介质的摩擦系数成 反比。
4. 摩擦系数主要与分子的大小、形状以及 介质的粘度有关。
Genetic Engineering
第三章 基因工程的主要技术原理
第三章 基因工程的主要技术原理
第一节 DNA的提取与纯化
由于提取DNA的目的、种类、所用的生物、 组织材料、实验条件等不同,DNA的提纯 有很多方法。其中最常用的是碱抽提法。
大肠杆菌基因组DNA
一、质粒DNA的提取
plasmid DNA
以上试剂有商业试剂盒; 也可以自己配制。
(3)碱抽提法提取质粒DNA的步骤
第一步:溶菌
使用“溶液Ⅰ”溶解细菌细胞壁。 Solution I 的配制:
50mM葡萄糖, 25mM Tris-HCl(pH8.0), 10mM EDTA, 4-5mg/ml溶菌酶,
RNase A
第二步:破膜,蛋白质和DNA变性 溶液II 破坏细胞膜,蛋白质和DNA变性。 Solution II 的配制:
基因工程基本工作原理
基因工程基本工作原理
基因工程是一种通过改变生物体的基因来改变其性状和功能的技术。
基本工作原理包括以下几个步骤:
1. 选取目标基因:确定想要改变的性状或功能,并找到与其相关的基因序列。
2. 获得DNA序列:获取包含目标基因的DNA序列,可以通
过从细胞中分离DNA或使用现有的DNA库等方法来获得。
3. 基因克隆:将目标基因的DNA序列插入到一个DNA载体(如质粒)中。
质粒是一种环状DNA分子,可以在细胞中自
我复制。
4. DNA转化:将载有目标基因的质粒导入细胞中。
这可以通
过多种方法实现,例如化学处理、电穿孔或使用病毒载体等。
5. 基因整合:目标基因被细胞摄取后,可以将其整合到细胞的染色体中。
这个过程中,目标基因会与宿主DNA进行互补配对,并与染色体连接成一条连续的DNA链。
6. 表达和转录:一旦目标基因被整合到细胞的染色体中,细胞可以开始利用这个基因来合成特定的蛋白质。
这个过程涉及到基因的转录(将DNA转录成RNA)和翻译(将RNA转化为
蛋白质)。
通过以上步骤,基因工程可以实现对生物体基因的改造和定制,
从而赋予其新的性状和功能。
这项技术在农业、医学、工业等领域有着广泛的应用,例如改良作物、生产药物和生物材料等。
提取dna的原理
提取dna的原理
DNA的提取是一种常用于从生物样本中分离纯净的DNA分子的方法。
它通常由以下几个主要步骤构成:
1. 细胞破解:首先,需要将待提取DNA的细胞样本进行破解,使DNA分子从细胞核中释放出来。
这可以通过物理方法(如
高温、机械振荡)或化学方法(如洗涤剂、酶处理)来实现。
2. 去除蛋白质:DNA在细胞中常与蛋白质紧密结合,因此需
要将蛋白质从DNA上去除。
这一步骤通常利用蛋白酶来消化
蛋白质,使其与DNA分离。
3. 沉淀DNA:通过加入盐类或有机溶剂,可以改变溶液中DNA和其他杂质的溶解度差异,从而实现DNA的沉淀。
一般通过离心将沉淀的DNA分离出来。
4. 洗涤和纯化:为了去除残留的杂质,如RNA、蛋白质和酶,需要进行洗涤和纯化步骤。
洗涤常使用乙醇来洗涤DNA,然
后通过离心将DNA沉淀下来。
纯化通常通过使用特定的柱子
或膜来吸附DNA,然后去除其余的杂质。
5. 检测:最后一步是对提取的DNA进行质检,通常使用凝胶
电泳或分光光度计等方法来确定DNA的浓度和纯度。
通过以上步骤,我们可以从生物样本中提取纯净的DNA,然
后用于各种分子生物学实验和应用中。
dna提取于原理
dna提取于原理
DNA提取是一种常用的生物学实验技术,用于从细胞中分离和纯化DNA分子。
该过程基于DNA分子独特的化学和物理性质,包括其稳定的双螺旋结构以及高度的溶解度差。
DNA提取的原理主要涉及三个基本步骤:细胞破碎和溶解、DNA分离、DNA纯化。
首先,通过物理或化学方法破坏细胞膜,例如超声波、温度变化、化学试剂等,使细胞释放DNA 分子。
然后,采用化学物质,如盐,蛋白酶和洗涤剂,将其他细胞组分和蛋白质沉淀除去,从而分离出DNA。
最后,通过进一步加入酒精或特定试剂进行沉淀、洗涤和干燥等处理,将DNA分子纯化。
DNA提取方法可以根据所提取的样本类型而有所不同。
对于动物和植物样本,通常需要先将细胞破碎,然后使用酶酚/氯仿提取方法分离DNA。
该方法利用酚酶/氯仿试剂的物理和化学性质,能够选择性地将DNA分离并从其他细胞组分中纯化出来。
对于微生物样本,一般采用细胞裂解酶和洗涤剂等试剂进行裂解,然后通过热处理和有机溶剂沉淀纯化DNA。
DNA提取的关键技术在于优化细胞裂解条件、选取合适的试剂和方法,以及进行有效的纯化步骤。
此外,提取过程中的纯净实验环境、严格的无污染操作和合理的质量控制也是确保提取DNA质量和纯度的重要因素。
总的来说,DNA提取是一项关键的实验步骤,它为后续的分子生物学研究和应用提供了提取纯净DNA的基础。
通过充分
理解DNA提取的原理和方法,科学家能够更好地从不同类型的细胞样本中获得高质量的DNA,并在各种生物学研究领域中发挥重要作用。
dna提取原理
dna提取原理
DNA提取是一种常用的实验技术,用于从生物样品中分离和
纯化DNA分子。
DNA提取的目的是获得高质量的DNA样本,以进行后续分析、测序、PCR等实验。
DNA提取的原理基于DNA的物理化学性质和细胞结构。
一般而言,DNA在细胞内以线状结构存在,与其他细胞组分如蛋
白质和脂类等混合在一起形成细胞核。
DNA提取的过程一般包括以下几个步骤:
1. 细胞破碎:细胞壁和细胞膜是DNA提取的主要障碍,因此
首先需要破碎细胞膜以释放细胞内的DNA分子。
常用的方法
包括机械破碎、化学破碎和酶解等。
其中,机械破碎常用高速离心或超声波破碎,化学破碎常用表面活性剂如SDS,酶解
则利用特定酶能降解特定细胞结构。
2. 去除蛋白质和RNA:破碎后,细胞残渣中的蛋白质和RNA
会与DNA混合在一起。
为了得到纯净的DNA样本,需要通
过酶解蛋白质和RNA以及使用一系列化学制剂(如蛋白酶K、RNase等)去除杂质。
3. 分离DNA:经过前两步处理后,提取溶液中剩余的DNA
可以通过加入盐溶液或酒精以沉淀DNA。
DNA沉淀后,通过
离心将DNA沉淀物分离出溶液。
4. 洗涤和重溶:分离得到的DNA沉淀物可能还残留有杂质,
可通过洗涤过程进一步去除杂质。
一般洗涤液含有高浓度的酒精和盐溶液,可以使DNA沉淀物再次沉淀。
最后,通过适当的缓冲液重溶DNA,得到浓度合适的DNA样本。
DNA提取的关键步骤是细胞破碎和去除杂质。
通过合理的实验设计和选择适当的试剂,能够获得纯度高、质量好的DNA 样本,为后续实验提供可靠的基础。
第3章第1节第2课时基因工程的基本操作程序课件--苏教版2019 高中生物选择性必修3
(2)从RNA方面检测受体细胞 ①方法:分子杂交技术。 ②操作:从待测转基因生物细胞中提取mRNA分子,用已标记 的目的基因片段 作为探针与mRNA杂交,观察是否出现杂交带。
(3)从蛋白质方面进行检测 ①方法:抗原—抗体杂交 。 ②操作:从待测转基因生物中提取蛋白质,再用相应的抗体进 行抗原—抗体杂交,观察是否出现 杂交带。 (4)从个体水平进行鉴定:检测转基因生物是否表现出目的基因 控制的性状。
③过程 将目的基因插到农杆菌Ti质粒的 TDNA 特定区段上→转入 农杆菌→侵染植物细胞→整合到受体细胞染色体的 DNA 上→目的 基因稳定的遗传和表达
(2)将目的基因导入动物细胞 ①主要方法:显微注射法。 ②操作对象: 受精卵。 ③其他方法:也可用 病毒DNA 与目的基因一起构建的载体, 去感染受体动物细胞。
限制酶 BamHⅠ
HindⅢ
EcoRⅠ
Sma Ⅰ
识别序
列及切
割位点
图2 图1
①构建基因表达载体时,能否用Sma Ⅰ酶切割质粒?为什么?
提示:不能;因为Sma Ⅰ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗 性基因是标记基因,便于重组DNA分子的筛选,若被破坏,无法进 一步筛选。
②与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶 同时处理质粒、外源DNA的优点是什么?
NO.1 必备知识·聚焦概念
一、基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取 (1)通过化学合成法直接人工合成目的基因 ①对于比较小的目的基因,在明确脱氧核苷酸序列后,可以通 过DNA合成仪直接人工合成。 ②全基因或较大基因,使用半合成 的生物体 全部基因片段 的重组DNA 的克隆群体。 特点:受体菌群中的不同个体含有该种生物的不同基因拷贝, 整个菌群所含有的基因拷贝便可能涵盖了该生物的所有基因 。 筛选方法:一般采用核酸探针杂交 的方法。
全血基因组DNA的提取PPT共24页
15、机会是不守纪律的。——雨果
16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
全血基因组DNA的提取
11、战争满足了,或曾经满足过人的 好斗的 本能, 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ,破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果, 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
Hale Waihona Puke END
《DNA提取纯化》课件
定量分析:通过荧 光定量PCR技术, 测定DNA的浓度和 纯度
定性分析:通过电 泳技术,观察DNA 的条带,判断DNA 的完整性和纯度
定量分析:通过紫 外分光光度法,测 定DNA的浓度和纯 度
定性分析:通过凝胶 电泳技术,观察DNA 的条带,判断DNA的 完整性和纯度
PART FIVE
佩戴防护眼镜和 手套,避免直接 接触DNA样本
离心管处理:清洗离心管, 确保无污染
试剂准备:按照试剂盒说明 书准备所需试剂
实验材料:DNA提取试剂盒、 离心管、移液器、吸头、离心 机等
移液器处理:校准移液器, 确保准确度
吸头处理:清洗吸头,确保 无污染
离心机处理:检查离心机, 确保正常运行
PART FOUR
● 实验材料:细胞、缓冲液、酶等
沉淀:加入乙醇或异丙醇,使DNA 沉淀
离心:将沉淀和洗涤液离心,分离 DNA
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
洗涤:用70%乙醇或异丙醇洗涤沉 淀,去除杂质
干燥:将沉淀干燥,得到纯化的 DNA
● 实验材料:DNA样品、离心管、离心机、缓冲液等
● 实验步骤: a. 样品处理:将DNA样品与缓冲液混合,充分溶解 b. 离心分离:将样品与缓冲液混合物离心,分离出DNA c. 纯化:将离心 后的DNA样品进行纯化,去除杂质 d. 鉴定:通过电泳等方法鉴定DNA的纯度 ● a. 样品处理:将DNA样品与缓冲液混合,充分溶解 ● b. 离心分离:将样品与缓冲液混合物离心,分离出DNA ● c. 纯化:将离心后的DNA样品进行纯化,去除杂质 ● d. 鉴定:通过电泳等方法鉴定DNA的纯度
基因诊断:用于检测遗传性于古生物研究、 人类起源研究等
DNA提取原理和方法
NaOH :溶解细胞,DNA变性
SDS : (1)溶解细胞膜上的脂质与蛋白,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜。 (2)解聚细胞中的核蛋白。 (3)SDS能与蛋白质结合成为复合物,使蛋白质变性而沉淀下来。 SDS与NaOH联用:增强NaOH的强碱性
SDS碱裂解法提取质粒DNA中溶液的成分及作用
DNA的保存 :
1. DNA 则多以弱碱性的 Tris 或者 TE 溶解。 2. 基本上,核酸在保存中的稳定性,与温度成反比,与浓度 成正比。
非基因组DNA的提取
质粒DNA的提取
碱裂解法
密度梯度离心法
煮沸法
质粒DNA的提取--碱裂解法
1、培养细菌使质粒扩增 ---对数生长后期 2、收集和裂解细菌 3、质粒DNA的纯化
12. If there is no pellet, place samples in -80º C for 10 min
and spin at 13,000 rpm for 25 min at 4º C; 13. Wash pellet once with 70% ethanol, air dry; 14. Resuspend DNA in ddH2O.
after 24 hr;
Proteinase K :
作用:广谱蛋白酶,能在SDS和EDTA的存在下保持很 高的活性,降解蛋白质,将DNA游离。
4. Add 0.5 ml Phenol/Chloroform and vortex at top speed for
15 min at RT; 5. Spin at 13,000 rpm for 30 min at RT;
dnadna提取的几种方法提取的几种方法质粒dna的提取断裂成为线状共价闭合环状结构dna细胞破碎方法应用机械法1匀浆法机体软组织2捣碎法动物韧性组织3研磨法细菌酵母物理法1超声法细胞混悬液2反复冻融法培养细胞3冷热交替法细菌病毒4低渗裂解红细胞化学法1有机溶剂细菌酵母2去垢剂组织培养细胞3酶解法细菌酵母根据裂解方式的不同有
提取dna的原理
提取dna的原理
DNA提取是分子生物学实验中的一项基础工作,它是从生物样品中分离出DNA分子的过程。
DNA提取的原理主要包括细胞破碎、蛋白质沉淀和DNA沉淀等步骤。
下面将详细介绍DNA提取的原理及各个步骤的具体操作。
首先,DNA提取的第一步是细胞破碎。
在这一步骤中,需要将生物样品(如细胞、组织等)加入到细胞破碎缓冲液中,并通过机械方法(如搅拌、超声波破碎等)或化学方法(如裂解酶等)破坏细胞膜和细胞壁,释放出细胞内的DNA分子。
接下来是蛋白质沉淀步骤。
在细胞破碎后,需要将细胞内的蛋白质通过加入蛋白酶等方法进行降解,使其沉淀到溶液底部。
这一步骤的目的是去除细胞破碎后产生的蛋白质等杂质,以便后续提取纯净的DNA。
最后是DNA沉淀步骤。
在蛋白质沉淀后,可以通过加入盐类和醇类等物质使DNA分子沉淀到溶液中。
通过离心等方法将沉淀的DNA分离出来,最终得到纯净的DNA样品。
DNA提取的原理可以简单总结为细胞破碎、蛋白质沉淀和DNA 沉淀三个步骤。
在实际操作中,可以根据不同的样品类型和实验要求进行相应的改进和优化,以提高DNA提取的效率和纯度。
总之,DNA提取是分子生物学实验中非常重要的一步,它为后续的PCR、酶切、测序等实验奠定了基础。
掌握DNA提取的原理及操作技巧对于科研工作者来说至关重要,希望本文的介绍能够对大家有所帮助。
基因工程学原理 第三章 全细胞DNA的提取(2003)
1、细胞DNA存在哪里?
2、获取细胞内全部纯化的DNA,需要 破除那些障碍?
3、我们可以采取怎样的方法来破除这 些障碍?
两种典型的细菌养基
Luria-Berani(LB)培养基 M9培养基 是一种更加复杂的不确定成分 培养基(undefined medium),LB培 是一种典型的确定成分培养基 养基包含哪些成分以及这些成分的含 (defined medium),其中所有成 量都是未知的。这种培养基的两种主 分都是可知的。这种培养基包含无 要成分:胰蛋白胨和酵母提取物。胰 机营养成分的混合物以提供基本元 蛋白胨实际上负责提供氨基酸以及小 素,如氮、镁和钙以及葡萄糖,来 的肽段,酵母提取物(酵母细胞部分 提供碳源和能量。实际上,额外的 消化后的干粉制备产物)负责提供氮 生长因子如微量元素和维生素也必 源、糖类以及其他有机和无机营养。 须加入M9中以维持细菌的生长。 类似LB的混合培养基并不需要再另外 补充成分并且能够维持种类范围很广 的细菌的生长。
三、除去细胞抽提物中除DNA以外的其他成分
两种途径:
有机萃取和酶消化法去除杂质 使用离子交换层析从细胞提取物中纯化DNA
有机萃取和酶消化法去除杂质
使用离子交换层析从细胞提取物中纯化DNA
利用荷电量的不同能将混合物分离成各种 单独组分以达到纯化DNA的目的。由于细胞提 取物中不同分子核电量不同,其与层析分离基 质(也称树脂(resin))的结合紧密程度也 不同。DNA和RNA(包括一些蛋白质)都是带 负电的,它们能够结合在带正电的树脂上。通 过逐渐增加盐离子浓度,不同类型的生物分子 就逐一从树脂中分离下来。
dna提取课件
dna提取课件DNA提取课件DNA提取是生物学实验中常见的一项技术,它可以从细胞中分离出DNA分子,为后续的实验研究提供基础。
本文将介绍DNA提取的原理、步骤以及在科学研究和医学应用中的重要性。
一、DNA提取的原理DNA提取的原理基于细胞的结构和化学性质。
细胞是生物体的基本单位,其中包含了DNA分子。
DNA分子是由碱基、糖和磷酸组成的巨大分子,它们通过特定的键结合在一起,形成螺旋状的双链结构。
DNA提取的过程主要包括细胞破碎、蛋白质去除和DNA沉淀。
首先,细胞膜需要被破坏,以使DNA从细胞中释放出来。
这可以通过机械破碎、酶解或化学方法来实现。
接下来,蛋白质需要被去除,以避免对DNA的干扰。
最后,通过加入盐和酒精等物质,可以使DNA沉淀下来,从而分离出纯净的DNA。
二、DNA提取的步骤DNA提取的步骤可以分为样本准备、细胞破碎、蛋白质去除和DNA沉淀等几个阶段。
首先,需要准备样本。
样本可以是植物组织、动物组织、细菌或真菌等。
样本的选择和处理对于提取DNA的质量和效果至关重要。
接下来,进行细胞破碎。
这可以通过机械方法(如研磨或振荡)或化学方法(如酶解)来实现。
破碎后的细胞释放出DNA分子。
然后,进行蛋白质去除。
蛋白质会干扰DNA的提取和纯化过程,所以需要将其去除。
这可以通过加入蛋白酶等物质来实现。
最后,进行DNA沉淀。
通过加入盐和酒精等物质,可以使DNA分子沉淀下来。
沉淀后的DNA可以通过离心等方法分离出来。
三、DNA提取的重要性DNA提取在科学研究和医学应用中具有重要的意义。
首先,DNA提取是进行分子生物学实验的基础。
无论是基因克隆、PCR扩增还是基因测序,都需要从细胞中提取纯净的DNA。
DNA提取的质量和纯度直接影响后续实验的结果和可靠性。
其次,DNA提取在遗传学研究中起着关键作用。
通过提取DNA,可以分析基因的组成和结构,研究基因在遗传传递中的作用和变异。
这对于理解遗传性疾病的发生机制、进行基因治疗以及种群遗传学研究等方面具有重要意义。
基因工程的基本原理
基因工程的基本原理基因工程的基本原理是在分子水平上直接操作遗传物质,通过改变生物体的基因组成,以获得人们所需的新性状或新产品。
这一技术的核心是DNA重组技术,即将所需的目的基因从供体生物的基因组中分离出来,经过必要的加工和处理后,与载体DNA连接,形成重组DNA分子。
然后将重组DNA分子引入受体细胞,通过筛选和鉴定,获得稳定表达目的基因的重组体克隆。
最后,通过对目的基因的表达和产物的纯化,获得所需的新产品或新性状。
基因工程的基本原理可以概括为以下几个步骤:获得目的基因:这是基因工程的第一步,需要从供体生物的基因组中分离出所需的目的基因。
常用的方法包括化学合成法、PCR扩增法、基因文库筛选法等。
构建重组DNA分子:将目的基因与载体DNA连接,形成重组DNA分子。
载体通常是一种能够自主复制的DNA分子,如质粒、病毒等。
连接过程需要用到限制性内切酶和DNA连接酶等工具酶。
引入受体细胞:将重组DNA分子引入受体细胞,常用的方法包括转化、转染、感染等。
受体细胞可以是原核生物、真核生物或细胞系等。
筛选与鉴定重组体克隆:通过选择性培养基或分子生物学方法,筛选出含有重组DNA 分子的细胞克隆,并进行鉴定。
鉴定方法包括PCR、测序、Southern杂交等。
目的基因的表达与产物纯化:在鉴定出正确的重组体克隆后,需要通过诱导表达或组成型表达等方式,使目的基因在受体细胞中表达。
然后通过对表达产物的分离纯化,获得所需的新产品或新性状。
总之,基因工程是一种在分子水平上直接改造遗传物质的技术,通过改变生物体的基因组成,实现对其性状和功能的定向改造和优化。
这一技术在医学、农业、工业等领域都有广泛的应用前景。
DNA提取原理
DNA提取原理DNA提取是一种实验技术,旨在从细胞中分离和纯化出DNA分子。
DNA提取在许多领域中都是至关重要的,包括科研、医学诊断、法医学等。
理解DNA提取的原理对于揭示DNA的结构和功能以及进行后续实验和研究非常重要。
首先,细胞破碎是DNA提取的第一步。
它的目的是将目标细胞的细胞壁和细胞膜破坏,以释放细胞内的DNA分子。
细胞破碎可以通过多种方法进行,包括机械方法、化学方法和酶处理。
机械方法包括搅拌、磨破和超声波破碎等。
化学方法涉及使用化学诱导剂,例如洗涤剂或蛋白酶,以破坏细胞膜和核酸结合蛋白。
酶处理则是使用特定的酶来降解细胞壁和细胞膜。
接下来,DNA分离是DNA提取的核心步骤。
DNA分离的基本原理是利用DNA与其他细胞组成分子,如RNA、蛋白质和细胞器等具有不同的物理化学特性,通过教学应用物理化学中的分离方法,来将DNA与其他组分分开。
常见的DNA分离方法包括酚/氯仿方法、酒精沉淀法和硅胶柱层析法。
酚/氯仿法是一种传统的DNA分离方法,依赖于DNA的亲酚性特性。
在该方法中,酚会溶解细胞膜和核酸结合蛋白,并和DNA结合形成DNA-酚复合物。
而氯仿则用来分离DNA-酚复合物和其他细胞组成分子。
酒精沉淀法则通过加入盐和酒精来沉淀DNA。
硅胶柱层析法是一种更高效的DNA分离方法,利用硅胶柱的亲和性吸附特性。
经过酚/氯仿法或酒精沉淀法分离出的DNA溶液可以通过硅胶柱层析进一步纯化。
最后,DNA纯化是将DNA从其他杂质物质中提纯的过程。
DNA的纯化可以使用酶处理、盐析、酒精沉淀、性电泳和比色等方法。
其中,酶处理常用于从DNA提取溶液中去除RNA,以及去除酶和其他杂质。
酒精沉淀是一种常用的DNA纯化方法,通过加入盐和酒精使DNA沉淀出来。
性电泳则是一种常用的质量控制手段,通过电流作用下,根据DNA的大小进行分离。
比色法常用于对DNA样品进行定量测量。
提取dna的原理及流程
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四、得到的DNA溶液的浓缩
有机萃取的方法常能得到浓度非常高的DNA溶 液,没有必要进行进一步的浓缩。其他分离方 法得到较稀的DNA溶液,需要浓缩增加DNA溶 液的浓度。 最经常用到的浓缩方法是乙醇沉淀(ethanol precipitation)。在盐(严格来说是单价阳离 子如钠离子)存在的条件下。处在-20℃或更 低一些的温度,纯的乙醇能够有效地使多聚核 苷酸沉淀。
对于不同类型的 细胞,在进行全 细胞DNA提取时 的操作步骤都一 样吗?
不同点
1、细胞的的培养 液体培养基只适合于细菌、其他微生物和动植物细胞的培养。 2、细胞的破碎 破碎细菌细胞时所使用的化学物质对其它生物细胞并不总是适用,比如说 ,溶菌酶对植物细胞就毫无作用。专一性的降解酶对绝大多数的细胞壁都 适用,但是通常一些物理方法,比如用研钵和乳钵对冷冻的材料进行研磨 要更有效。另一方面,绝大多数动物细胞根本就没有细胞壁,仅仅用去垢 剂处理就能去掉外被。 3、细胞提取物 对于绝大多数细菌细胞来说,主要的细胞提取物就是蛋白质、DNA和 RNA,因此苯酚提取或蛋白酶降解,接下来利用核糖核酸酶分解RNA,就 能够得到纯净的DNA样品了。然而,对于植物细胞组织等细胞中还含有 大量的其它生化成分的对象,就需要使用一些不同的方法来提纯。
1、细胞DNA存在哪里?
2、获取细胞内全部纯化的DNA,需要 破除那些障碍?
3、我们可以采取怎样的方法来破除这 些障碍?
全细胞DNA制备的四个步骤
一、培养细胞的生长和收集; 二、细胞破碎并释放出内含物; 三、除去细胞抽提物中除DNA以外的其他成分; 四、得到的DNA溶液的浓缩
即培养、破碎、除杂、(浓缩)。
一、培养细胞的生长和收集
绝大多数细菌在液体培养基(肉汤培养基)中 生长起来并不困难。 培养基的要求: 1、能够提供一个基本营养物的混合平衡体系; 2、每种基本营养成分的浓度能够保证细菌有 效的生长和繁殖。
两种典型的细菌培养基
Luria-Berani(LB)培养基 M9培养基 是一种更加复杂的不确定成分 培养基(undefined medium),LB培 是一种典型的确定成分培养基 养基包含哪些成分以及这些成分的含 (defined medium),其中所有成 量都是未知的。这种培养基的两种主 分都是可知的。这种培养基包含无 要成分:胰蛋白胨和酵母提取物。胰 机营养成分的混合物以提供基本元 蛋白胨实际上负责提供氨基酸以及小 素,如氮、镁和钙以及葡萄糖,来 的肽段,酵母提取物(酵母细胞部分 提供碳源和能量。实际上,额外的 消化后的干粉制备产物)负责提供氮 生长因子如微量元素和维生素也必 源、糖类以及其他有机和无机营养。 须加入M9中以维持细菌的生长。 类似LB的混合培养基并不需要再另外 补充成分并且能够维持种类范围很广 的细菌的生长。
细胞数量估算
培养物的生长状况 能够通过读取 600nm 光密度(OD 值)来进行检测, 在该波长下每个单 位的OD值相当于 0.8x10v9个细胞/ mL。
细菌细胞的收集
二、细胞破碎并释放出内含物
裂解细菌细胞的技术大体上可以分为两种: 物理方法和化学方法。物理方法指的是以机械 力的方法打破细胞外的屏障来释放内含物。化 学方法则是通过将细胞暴露在能够对细胞整体 结构产生影响的化学药物中来对细胞进行破碎 的方法。 一般,化学方法比较常用。
化学裂解细菌细胞
化学裂解通常包括一种能够攻击细胞壁的成分和一种能 够除去细胞膜的成分。所用的化学物质通常使用到的是溶菌 酶和乙二胺四乙酸盐(EDTA),或者两者相结合使用。 溶菌酶是一种在鸡蛋清中存在的酶,并且在一些分泌物 如眼泪和唾液中也存在,它能够消化掉赋予细胞壁坚固性的 多聚混合物。另一方面,EDTA能够通过螯合除去对保持整个 细胞外壁结构来说必不可少的钙离子,同时能够抑制一些能 够降解DNA的细胞质中的酶。 在某些条件下,用溶菌酶或EDTA来削弱细胞壁已经足以 导致细胞膜破裂,但通常都还要加入一些去垢剂如十二烷基 磺酸钠(SDS)。去垢剂通过移除液体分子并导致细胞膜破裂, 协助了整个细胞外壁的裂解过程。
植物细胞提取甲基溴化 铵(CTAB)的去垢剂,这种去垢剂能够和核 酸一起形成不溶的混合物。当CTAB加入到植 物细胞提取物中时,核酸-CTAB混合物就能够 沉淀出来,经过离心后,沉淀混合物聚集在离 心管底部,而糖类、蛋白质以及其他杂质仍然 保留在悬液中。接下来,将混合物沉淀再溶于 1mol/L NaCL溶液,使CTAB与核酸分离。这样 ,核酸就能利用乙醇沉淀进行浓缩并利用核糖 核酸酶处理除去RNA。
三、除去细胞抽提物中除DNA以外的其他成分
两种途径:
有机萃取和酶消化法去除杂质 使用离子交换层析从细胞提取物中纯化DNA
有机萃取和酶消化法去除杂质
使用离子交换层析从细胞提取物中纯化DNA
利用荷电量的不同能将混合物分离成各种 单独组分以达到纯化DNA的目的。由于细胞提 取物中不同分子核电量不同,其与层析分离基 质(也称树脂(resin))的结合紧密程度也 不同。DNA和RNA(包括一些蛋白质)都是带 负电的,它们能够结合在带正电的树脂上。通 过逐渐增加盐离子浓度,不同类型的生物分子 就逐一从树脂中分离下来。
DNA浓度的测量
DNA浓度能够通过紫外吸收分光光度测定法进行 测定。被DNA溶液吸收的紫外线的量能够正比于样品 溶液中的DNA含量。通常吸收量在260nm 被测量, 在该波长情况下,1.0的吸收值对应于每毫升中50µ g 双链DNA。紫外吸收还能够被用来检测DNA制备物的 纯度。 对纯净的DNA样品,在260nm和280nm 的吸收 量之比应为1.8。如果实际测量时这个比例小于1.8的 话,就表示样品被蛋白质或苯酚污染了。
采用异硫氰酸胍,它具备的两种特性对 DNA纯化十分有用。 第一,它能够使除了核酸外的所有生化成分变 性和溶解,因此实际上可以用来从任何组织细 胞中分离DNA。 第二,在异硫氰酸胍存在情况下,DNA会牢固 地结合在二氧化硅颗粒上。