质粒DNA的提取及检测实验报告

题目：质粒DNA的提取及检测

一．实验目的:

1.学习碱裂解法提取质粒的原理和方法；

2.学习DNA琼脂糖凝胶电泳的原理和方法。

二．实验原理

1. 质粒 (Plasmid)：

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。主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中，常常编码一些对宿主有利的酶的基因，这些基因的表型包括抗生素抗性，产生抗生素、限制酶、修饰酶等。2.载体(Vector)：

要把一个有用的外源基因通过基因工程手段，转化到细胞中去进行繁殖和表达，需要运载工具，携带外源基因进入受体细胞的这种工具就叫载体。目前除了大肠杆菌中的质粒、λ噬菌体、M13噬菌体、噬菌粒外，还有酵母人工染色体载体以及动、植物病毒载体等。

3.分离质粒DNA：

（1）培养细菌使质粒扩增；

（2）收集和碱裂解细菌；

（3）分离和纯化质粒DNA。

4.碱裂解法

（1）溶液Ⅰ：50mmol/L葡萄糖，10mmol/EDTA-Na，25mmol/LTris-HCl (pH8.0)

作用：分散细胞，螯合金属离子使酶失活，防止DNA的降解

（2）溶液Ⅱ：0.4mol/L NaOH，2% SDS，临用前1：1配制

作用：细胞在NaOH和SDS溶液中裂解时，蛋白质与染色体DNA发生变性

（3）溶液Ⅲ：5mol/L 醋酸钾60ml，冰醋酸11.5ml，双蒸水28.5ml

作用：酸性条件上质粒DNA复性，留在上清液。大肠杆菌DNA和蛋白质-SDS复合物等发生沉淀。

5.电泳

带电荷的物质，在电场中的趋向运动称为电泳。DNA的琼脂糖凝胶电泳可以分离长度为200bp至近50kb的DNA分子。DNA的迁移率（U）的对数与凝胶浓度（T）之间存在反平行线

性关系。因此，要有效地分离不同大小的DNA片段，选用适当的琼脂糖凝胶浓度是非常重要的。

6.提取质粒

在质粒提取的过程中，由于操作原因，提取的质粒可能有三种：线性DNA、开环DNA 、

闭环超螺旋DNA 。当提取的质粒DNA电泳时,同一质粒 DNA泳动速度：闭环超螺旋〉线状〉

开环。但有时也有也会出现相反情况，因为与琼脂糖浓度、电流强度、离子强度及核酸染料

含量有关。

三．实验材料及设备

1.实验材料：

（1）含质粒pUC18大肠杆菌，1.5ml塑料离心管，EP管架，微量取液器和取液器吸头，常用玻璃器皿（如三角瓶、量筒、试剂瓶等）；（2）提取的pUC18，琼脂糖，锥形瓶，一次性手套，胶铲，封口膜，剪刀，取液器吸头。实验设备：

2.实验仪器：

（1）恒温摇床，高压灭菌锅，超净工作台，10、100、1000μL取液器各一支，台式高速离心机，制冰机，漩涡器；

（2）电泳仪，电泳槽，样品槽模板（梳子），有机玻璃内槽，水平仪，取液器，微波炉，凝胶成像系统。

3.实验试剂：

（1）质粒的提取

a.LB培养液:胰蛋白胨（Tryptone）10g，酵母提取物（Yeast extract）

5g，NaCl5g，琼脂（固体培养基）15g，用1N NaOH调pH7.5;

b.溶液Ⅰ，溶液Ⅱ，溶液Ⅲ；

c.氨苄青霉素(50mg/mL)；

d.抽提液（饱和酚：氯仿：异戊醇=25:24:1）

作用：氯仿可使蛋白质变性，有助于液相与有机相的分离。平衡酚密度大，可是DNA在上清中。异戊醇防止抽提液起泡。

e.无水乙醇作用：除去DNA水化层，使DNA沉淀。

f.70%乙醇作用：纯化质粒DNA。

g.TE缓冲液或ddH2O 作用：溶解DNA

（2）DNA琼脂糖凝胶电泳检测

a. Gold view（DNA染料）

b.1×TAE缓冲液

c.上样缓冲液（6×）

四．实验方法及步骤

1.质粒DNA的提取

a)将带有质粒pUC18的大肠杆菌接种在液体培养基中（加氨苄青霉

素50μg/mL），370C培养过夜；

b)取培养菌液1.5mL置Eppendorf小管中，10000rpm×2min，弃上

清液；

c)加入100μL溶液I，漩涡器上充分混匀，在室温下放置10 min；

d)加入200μL新配制的溶液Ⅱ，轻轻翻转2~3次，使之混匀，冰

上放置5 min；

e)加入150μL冰冷的溶液Ⅲ，盖紧后，温和颠倒3-5次使混匀，

产生白色絮状物，冰上放置15 min；

f)10000rpm× 5 min，取上清液于另一干净的离心管中；

g)向上清液中加入等体积（约400μL）酚：氯仿/异戊醇（25：24:1，

v/v），振荡混匀，10000rpm × 10 min，将上清液转移至新的离心管中；

h)加入等体积（约370μL）氯仿/异戊醇（24:1），混匀，10000rpm

× 2min ,取上清液于新离心管中；

i)向上清液加入2倍体积无水乙醇，混匀， -200C放置1h；

j)12000rpm × 5 min，倒去上清液，吸干液体；

k)加800μL70%乙醇，离心12000rpm × 1 min，倒尽上清液，吸水纸吸干液体，室温自然干燥30min，直至变得透明无乙醇味；l)加20μL ddH2O ，混匀使DNA溶解完全，取5μL做电泳检测，剩余的溶液放置-200C保存备用。

2.DNA琼脂糖凝胶电泳检测

a)琼脂糖凝胶板的制备

b)称取0.3g琼脂糖，置于锥形瓶中，加入30mL1×TAE缓冲液，微

波炉加热直至琼脂糖溶解;

c)待胶液冷却到650C（不烫手为宜），加入1μL Gold view混匀，

搅拌器上搅拌排除气泡，缓慢倒入事先准备的制胶有机玻璃槽（插入样品槽模板梳子）内,静置30min左右，轻轻晃动拔出梳子;

3.加样