核酸的分离与纯化
核酸的分离与纯化练习题
核酸的分离与纯化练习题一、选择题1. 下列哪种方法常用于提取DNA？（）A. 酚氯仿抽提法B. 碘化钠法C. 硫酸铵沉淀法D. 超滤法2. 下列哪种方法不适合RNA的提取？（）A. 酚氯仿抽提法B. 异硫氰酸胍法C. 磷酸钙法D. 硅胶柱层析法3. 在核酸提取过程中，加入EDTA的目的是什么？（）A. 抑制酶活性B. 促进核酸溶解C. 防止核酸降解D. 去除蛋白质杂质4. 下列哪种方法常用于核酸的纯化？（）A. 酚氯仿抽提法B. 硅胶柱层析法C. 超滤法D. 离心法二、填空题1. 在核酸提取过程中，常用的细胞裂解剂有________、________和________等。
2. 核酸纯化过程中，常用的沉淀剂有________和________等。
3. 在进行PCR扩增前，需要将提取的核酸进行________处理，以提高扩增效率。
4. 核酸定量分析常用的方法有________、________和________等。
三、判断题1. DNA和RNA都可以用酚氯仿抽提法进行提取。
（）2. 在核酸提取过程中，蛋白质的去除是关键步骤。
（）3. 核酸纯化后，可以直接进行PCR扩增。
（）4. 硅胶柱层析法可以同时纯化DNA和RNA。
（）四、简答题1. 简述酚氯仿抽提法提取DNA的原理。
2. 列举三种常用的RNA提取方法。
3. 简述核酸定量分析的方法及原理。
4. 如何判断核酸提取和纯化的质量？五、实验操作题1. 设计一个实验方案，从细胞中提取总DNA。
2. 描述硅胶柱层析法纯化RNA的步骤。
3. 如何利用琼脂糖凝胶电泳检测核酸的纯度和浓度？4. 设计一个实验方案，从血液中提取总RNA。
六、案例分析题1. 某实验室从组织中提取DNA时，发现DNA产量低且降解严重，请分析可能的原因，并提出解决方案。
2. 在RNA提取过程中，电泳检测发现RNA出现严重降解，请列出可能导致这种情况的因素，并说明如何避免。
七、计算题1. 如果从1克组织中提取到了50微克的DNA，求DNA的提取率。
《核酸的分离纯化》课件
《核酸的分离纯化》课件课程目标：1. 理解核酸分离纯化的意义和重要性。
2. 掌握核酸分离纯化的基本原理和步骤。
3. 学习核酸分离纯化的实验操作技巧。
4. 了解核酸分离纯化在科学研究和临床诊断中的应用。
第一部分：核酸分离纯化的意义和重要性1. 核酸的定义和功能核酸是生物体内携带遗传信息的分子，包括DNA和RNA。
核酸在遗传信息的传递、基因表达调控和疾病发生中起着重要作用。
2. 核酸分离纯化的意义核酸分离纯化是研究核酸结构和功能的基础。
核酸分离纯化有助于研究基因表达调控、基因突变和基因功能。
核酸分离纯化在临床诊断和疾病治疗中具有重要意义，如病原体检测、基因突变筛查和个体化治疗。
第二部分：核酸分离纯化的基本原理和步骤1. 核酸分离纯化的基本原理根据核酸的物理化学性质，如大小、电荷、亲和性和稳定性等，进行分离纯化。
常用的分离纯化方法包括离心、电泳、亲和色谱和质谱等。
2. 核酸分离纯化的基本步骤样品处理：收集含有核酸的样品，如细胞裂解、核提取等。
核酸释放：通过机械或化学方法将核酸从样品中释放出来。
核酸沉淀：通过盐析、酒精沉淀等方法将核酸从溶液中沉淀下来。
核酸洗涤：去除沉淀中的杂质，如蛋白、RNA等。
核酸纯化：通过柱层析、亲和色谱等方法进一步纯化核酸。
核酸鉴定：通过紫外线吸收、琼脂糖凝胶电泳等方法检测核酸的质量和数量。
第三部分：核酸分离纯化的实验操作技巧1. 样品处理技巧细胞裂解：使用酶或化学方法裂解细胞，释放核酸。
核提取：使用盐水或缓冲液提取核酸。
2. 核酸沉淀技巧盐析：加入高盐浓度使核酸沉淀。
酒精沉淀：加入酒精使核酸沉淀。
3. 核酸洗涤技巧离心：使用离心机去除沉淀中的杂质。
洗涤缓冲液：选择适当的洗涤缓冲液去除杂质。
4. 核酸纯化技巧柱层析：使用固定相和流动相进行核酸纯化。
亲和色谱：利用核酸与特定配体之间的亲和力进行纯化。
5. 核酸鉴定技巧紫外线吸收：测量核酸在紫外线波段的吸光度。
琼脂糖凝胶电泳：将核酸样品在琼脂糖凝胶上进行电泳，观察核酸的迁移率和条带形状。
核酸的分离与纯化
核酸的分离主要是指将核酸与蛋白质、多 糖、脂肪等生物大分子分开。 在分离核酸时，应遵循两个原则：一是保 证核酸一级结构的完整性；二是尽量排除 其它分子的污染，保证核酸样品的纯度。
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核酸分离与纯化的过程一般都包括了材料 的选择、核酸的释放、核酸与其它生物大 分子的分离、核酸的纯化与鉴定、核酸的 浓缩、保存等几个主要步骤。 每一步骤又可由多种不同的方法单独或联 合实现。
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5. 质粒DNA的纯化
（1）聚乙二醇沉淀法 质粒DNA的粗制品首先用LiCl沉淀大分子 RNA，并用RNase消化小分子RNA；然 后在高盐条件下，用PEG选择性地沉淀大 的质粒DNA；沉淀的质粒DNA进一步用 酚/氯仿抽提，乙醇沉淀。
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（2）柱层析法 柱层析法纯化质粒DNA的关键是其填充的树脂。 树脂可分为两类：一类是利用疏水的相互作用来 纯化质粒DNA样品；一类则通过离子交换与吸附 的相互作用进行纯化。 以硅基质作为填充材料的柱层析，其作用原理是 在多盐条件下，依靠DNA与硅基质的可逆性结合 来进行纯化。通过暴露的磷酸盐残基，DNA吸附 到硅基质上，以50%的乙醇溶液洗去RNA和糖 类等生物大分子，然后加入TE或水溶液使DNA 分子重新水合，并通过离心洗脱出来。
在酚或酚-氯仿中加入少许的异戊醇，是可以
减少实验中的气泡的产生，而且利于分相，保
持分相的稳定性。
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为什么苯酚要重蒸饱和后才能用于DNA的分离？ 苯酚在空气中经常被氧化生成醌，它能够产生 自由基，如果直接用于DNA分离，会使磷酸二 酯键断裂，造成DNA降解。氧化苯酚需要经过 高温重蒸以除去氧化物，并用Tris-Hcl饱和酚， 并调节至中性。使用饱和酚可以减少酚吸收更 多的DNA，降低DNA的损失率。
核酸分离与纯化
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1.2 核酸分离与纯化的要求
(1) 为保证核酸的完整性，
化学因素？ 生物因素？ 物理因素？
（防止降解），在实验中应注意：
① 尽量简化步骤，缩短提取时间，减少各种 有害因素对核酸的破坏。
② 减少化学因素对核酸的降解，pH4-10。
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③ 防止核酸的生物降解（细胞内或外的 各种核酸酶水解）。
优点： 对盐类沉淀少，沉淀中所含迹量乙醇易挥发除 去，不影响以后实验。
缺点： 需要量大，一般要求低温操作。
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异丙醇
优点： 需体积小，速度快，适于浓度低、体积大的DNA 样品沉淀。一般不需低温长时间放置。
缺点： 易使盐类、蔗糖与DNA共沉淀．异丙醇难以挥
发除去。所以，最后用70％乙醇漂洗数次。
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使用酚时应注意
(1）使用注意 酚通常是透明无色的结晶，如果酚结晶呈
现粉红色或黄色，表明其中含有酚的氧化产物， 例如醌、二酸等。变色的酚不能用于核酸抽提 实验，因为氧化物可破坏核酸的磷酸二酯键。
(2）安全操作 酚腐蚀性很强，并可引起严重的灼伤，操
作时应戴手套。
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③ 去除对后续实验有影响的物质，如有机 溶剂和过高浓度的金属离子。
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2. 核酸制备的基本步骤
I.材料准备
破碎细胞
II.破碎细胞或包膜－内容物释放
提取
III.核酸分离
纯化
IV.沉淀或吸附核酸，纯化并去除杂质
V.核酸溶解在适量缓冲液或水中
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2.1 破碎细胞
核酸分离纯化的原则
核酸分离纯化的原则
核酸的分离纯化原则主要包括以下几个方面：
1. 根据物理化学性质分离：包括碱基成分、大小、形态等，如使用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离DNA和RNA；利用离心、超滤和电泳等技术可分离DNA、RNA和蛋白质。
2. 根据碱基组成分离：由于不同物种、不同个体的DNA碱基组成不同，因此可以利用这一差异利用测序、杂交、PCR等方法进行分离。
3. 根据功能分离：可以根据DNA和RNA的功能和特异性进行分离。
例如，使用特异性结合染料或核酸探针选择性地富集DNA或RNA。
4. 根据生化特性分离：DNA和RNA在不同条件下的生化特性差异较大，可以利用这一特点进行分离纯化，如利用酸性或碱性溶液进行分离纯化。
5. 根据亲和性分离：根据DNA或RNA与某些物质的亲和性选择性地富集、分离纯化DNA或RNA，例如使用特异性结合蛋白质来富集特定DNA或RNA序列。
核酸分离与纯化的技术路线与原则
核酸分离与纯化的技术路线与原则核酸包括DNA 、RNA两类分子，在细胞内均与蛋白质结合成核蛋白。
真核生物基因组中，95%DNA 为双链线性分子，存在于细胞核中，5%为双链环状分子，存在于细胞器中；原核生物DNA 及质粒DNA 为双链或单链环状分子；RNA 为单链线性分子，主要存在于细胞质中。
DNA 与RNA 性质的不同导致对其分离与纯化的条件也不相同。
一、核酸分离与纯化的原则(1)保证核酸一级结构的完整性。
生物的遗传信息全部贮存在核酸一级结构中，而且核酸的一级结构还决定其高级结构的形式及和其他大分子结合的方式。
所以，所提取的核酸一级结构的完整性直接影响着后续实验中对其结构与功能研究的质量。
因此，在制备核酸的过程中，要做到：尽量简化操作程序，缩短提取过程；避免过酸、过碱等化学因素对核酸链中磷酸二酯键的破坏，在pH 值4～10条件下进行操作；操作时动作要轻缓，提取的样品小包装保存，以免诸多的物理因素对核酸的降解；避免细胞内及环境中核酶对核酸的生物性降解。
(2)排除其他生物大分子的污染，如蛋白质、多糖和脂类分子的污染应尽可能降低到最低程度，特别是提取DNA 分子时应除去RNA 分子，反之亦然。
(3)排除核酸样品中有机溶剂和过高浓度的金属离子。
二、分离与纯化的技术路线(一)核酸的释放通常情况下DNA 及RNA 均位于细胞内，因此核酸分离与纯化的第一步就是制备单个细胞，再破碎细胞，从而释放核酸。
破碎细胞的方法包括机械法与非机械法两大类。
机械法又可分为液体剪切法与固体剪切法；非机械法可分为干燥法与溶胞法。
由于溶胞法采用适宜的化学试剂与酶，能有效地裂解细胞，方法温和，能保证较高的核酸获得率，并能较好地保持核酸的完整性，从而得到广泛的应用。
(二)核酸的分离与纯化利用核酸与其他物质性质上的差异，可以分离与纯化核酸。
这种差异包括细胞定位与组织分布上的差异，物理、化学性质上的不同，以及各自独特的生物学特性。
操作过程中，既可以从复杂样品中抽提出核酸分子，也可以将样品中的非核酸成分(非核酸的生物大分子、非需要的核酸分子及在操作过程中加入的溶液与试剂)逐步清除。
第六章核酸的分离与纯化
三、鉴定、保存与应用
（一）核酸的鉴定
1．浓度鉴定核酸浓度的定量鉴定可通过紫外分光光度法与荧光光度法进行。
（1）紫外分光光度法：紫外分光光度法是基于核酸分子成分中的碱基均具有一定的紫外线吸收特性，最大吸收波长在250nm～270nm之间。这些碱基与戊糖、磷酸形成核苷酸后，其最大吸收波长不变。由核苷酸组成核酸后，其最大吸收波长为260nm，该物理特性为测定溶液中核酸的浓度奠定了基础。在波长260nm的紫外线下，1个OD值的光密度大约相当于50µg/ml的双链DNA，38µg/ml的单链DNA或单链RNA，33µg/ml的单链寡聚核苷酸。如果要精确定量已知序列的单链寡核苷酸分子的浓度，就必须结合其实际分子量与摩尔吸光系数，根据朗伯-比尔定律进行计算。若DNA样品中含有盐，则会使A260的读数偏高，尚需测定A310以扣除背景，并以A260与A310的差值作为定量计算的依据。紫外分光光度法只用于测定浓度大于0.25µg/ml的核酸溶液。
2．纯度鉴定紫外分光光度法还是荧光光度法，均可用于核酸的纯度鉴定。
核酸的分离与纯化讲解
• 二.质粒和噬菌体DNA的提取和纯化
• （一）质粒DNA的提取 • 基本步骤 • 1.细菌的培养 • 2.细菌的收集与裂解 • 3.质粒DNA的纯化 • 提取方法
• 煮沸法： • 碱法：最常用的质粒DNA提取方法。 • SDS法：
• （二）噬菌体DNA的提取
• 1.细菌培养 • 2.细菌的感染及裂解 • 3.噬菌体的沉淀及纯化 • 4.噬菌体DNA的提取
• 图1 玻璃砂研磨提取总DNA的电泳结果
• 1-4孔为低pH值法，5-8孔为CTAB法，9-12孔为苯酚法 • 1,2为西洋参；3.鲜品布渣叶；4.干品布渣叶
• 图2 氧化铝研磨提取总DNA的电泳结果
• 1-4孔为低pH值法，5-8孔为CTAB法，9-12孔为苯酚法 • 1,2为西洋参；3.鲜品布渣叶；4.干品布渣叶
一、概述
• 核酸分离提取的原则 • 常用方法及基本原理 • DNA的分离纯化 • RNA的分离纯化
第一节 核酸分离提取的原则
• 一、基本原则
• 1.保证核酸一级结构的完整性。 • 2.排除其它分子的污染。
• 二、注意事项
• 1.简化操作步骤，减少对核酸的破坏。 • 2.避免过酸（碱）等化学因素的影响（pH4～10）。 • 3.减少物理因素对核酸的降解。 • 4.防止核酸的生物降解。
• ③分离浮力密度不同的DNA分子或其他分子颗粒， 如图1。
图1 氯化铯梯度纯化λ噬菌体
噬菌体在1.45g/ml与1.50g/ml氯化铯界面之间形成一肉眼可 见的带。在1.45g/ml与1.50g/ml氯化铯界面之间可看到一个 由噬菌体颗粒形成的浅蓝色带。
• ④纯化DNA分子。在中性CsCl溶液中，DNA的 浮力密度为1.7g/ml，RNA为2.0g/ml，蛋白 质的浮力密度为1.3～1.4g/ml。在起始密度 为1.7g/ml的CsCl溶液中进行超速离心，可 以很好地将三者区分开。蛋白质浮在上层液 面，DNA分子在离心管中间形成区带，RNA沉 于管底，从而达到从DNA样品中去除微量RNA 和蛋白质的目的。
核酸分离纯化方法
核酸分离纯化方法
核酸分离纯化方法包括以下几种常用方法：
1. 酚酸法（Phenol-Chloroform Extraction）：通过酚酸混合液溶解蛋白质，然后进行醚抽提，可分离出核酸。
该方法通常用于大量样品的纯化。
2. 高盐法（Salt Precipitation）：通过加入高浓度盐溶液，如氯化钠，使核酸在低温下形成沉淀，然后离心分离。
3. 硅胶柱法（Silica Column）：将核酸样品通过硅胶柱，利用硅胶对核酸的亲合性，使核酸固定在柱中，通过洗脱剂洗脱纯化的核酸。
4. 钠离子交换柱法（Sodium Ion Exchange Column）：利用柱内载体对核酸的亲合性，在一定的钠离子浓度下，核酸与载体结合，通过洗脱缓冲液洗脱纯化的核酸。
5. 凝胶电泳法（Gel Electrophoresis）：利用电场作用，将核酸样品在凝胶上进行分离和纯化。
根据核酸的大小，可选择琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酰胺凝胶电泳。
核酸的分离和纯化
琼脂糖凝胶电泳操作注意细节
1） 根据片段大小配制不同浓度的胶（改变分辨率），片段越小， 需要胶浓度越大。 2） 胶要现制先用 3） 选择合适的Marker 4） 配胶的缓冲液与电泳缓冲液要是同一种，且浓度一致（1倍） 5） 点样时要加入loading buffer，并注意，不要将样点到点样 孔之外（飘样），也不要将胶戳漏（漏样） 6） 根据片段大小及电泳检测目的，选择合适的电压及电泳时间 7）EB染色。
检测原理：
溴化乙锭（EB）可插入双链DNA分子中， 在紫外光照射下，发射荧光。
EB: 先染与后染
核酸凝胶电泳技术
溴化乙锭染料的化学结构及 其 对 DNA 分 子 的 插 入 作 用 。 由于插入了溴化乙锭分子， 在紫外光照射下，琼脂糖凝 胶 电 泳 中 DNA 的 条 带 便 呈 现 出荧光，易于鉴定。
琼脂糖及聚丙烯酰胺凝胶分辨DNA片段的 能力
凝胶类型及浓度 （bp）
分离DNA的大小范围
0.3%琼脂糖
50 000~1 000
0.7%琼脂糖
20 000~1 000
1.4%琼脂糖
6 000~300
4.0%聚丙烯酰胺
1 000~100
10.0%聚~1
琼脂糖凝胶电泳的原理
rRNA分子具有确定的大小和核苷酸序列， 特别是28S和18S特征性条带是电泳鉴定总 RNA纯度和完整性的重要参数。
3、 琼脂糖凝胶电泳
• 3. 1 原理： • 3. 2 用途：
琼脂糖凝胶电泳的原理
DNA电泳迁移：电荷效应＋分子筛效益
（1）DNA带负电，电场中，向正极移动； （2）决定移动速度三因素：DNA大小，电荷数，构 型（超螺旋 > 线性 > 开环）； （3） 线性DNA分子移动速度与其分子质量的对数成 反比（分子量越大，跑得越慢）；
核酸分离纯化的技术原理
核酸分离纯化的技术原理核酸提取是核酸检测实验的第一步，也是最关键的一步。
核酸提取的纯度、产量和质量是影响下游实验的关键。
核酸提取主要有两个步骤，分别是裂解和纯化，其中，裂解的目的是通过各种方法裂解细胞，将核酸释放到溶液中，纯化的目的则是将核酸分子从裂解液中特异性地分离出，从而避免裂解液中原有的蛋白分子、脂类、糖类、多肽、其他有机或无机分子对后续核酸检测实验的干扰。
在核酸提取过程中还应遵循以下原则：保证核酸分子一级结构的完整性；去除其他污染分子。
一、液相核酸分离纯化技术（一）胍硫氰酸酚-氯仿提取法盐类通常是核酸样本中最常见的杂质成分，因此，在将核酸样本进行下游处理和分析前，通常需要去除盐类成分。
因此，通常需一或多个分离和（或）纯化步骤来使样本脱盐。
核酸纯化的常规步骤包括细胞裂解，该步骤通过破坏细胞结构而形成细胞裂解液，同时灭活包括DNA酶和RNA酶在内的细胞内源性核酶，并最终从细胞碎片中获得纯净的核酸样本。
有机溶剂-苯酚-氯仿提取法正是基于上述原理最常见的核酸经典提取方法之一。
苯酚-氯仿-异丙醇按照一定比例混合后（即：25∶24∶1）可抵制RNA酶活性，从而克服单用苯酚无法抑制RNA酶活性的不足。
蛋白、脂质、碳水化合物和细胞碎片可通过提取苯酚和氯仿有机试剂混合物的水相而去除。
含有DNA样本的水相可通过加入2∶1或1∶1比例的乙醇或异丙醇沉淀，最后，沉淀下来的DNA用70%乙醇洗涤并最后溶解于TE缓冲液或无菌去离子水中。
异硫氰酸胍（guanidinium isothiocyanate）用于RNA提取的方法最早见于1977年，但是，由于该方法比较繁琐，后来逐步被称之为胍硫氰酸酚-氯仿提取法（guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction）代替，该方法可一步完成RNA提取。
其基本原理是：硫氰酸胍是蛋白质强变性剂，能裂解组织细胞，释放RNA，抑制RNA酶的活性，同时与RNA形成可溶性复合物，经过酚-氯仿抽提，使RNA 与组织中的DNA和蛋白质分离开，达到分离提取总RNA的目的。
核酸分离纯化方法
核酸分离纯化方法引言：核酸分离纯化是分子生物学研究中常用的基础技术之一。
通过分离纯化核酸可以获取高纯度的目标核酸样品，为后续的核酸分析和实验提供可靠的基础。
本文将介绍几种常见的核酸分离纯化方法及其原理、步骤和应用。
一、酚/氯仿法酚/氯仿法是最早用于核酸提取的方法之一，其基本原理是利用酚和氯仿的不同溶解度和密度，将核酸从其他细胞组分中分离出来。
主要步骤包括细胞破碎、酚处理、氯仿处理和酒精沉淀等。
该方法操作简单、成本低廉，适用于从体内或体外样品中提取DNA或RNA。
然而，酚/氯仿法存在操作危险性大、提取效果依赖于操作者经验等问题。
二、硅胶柱层析法硅胶柱层析法是一种常用的核酸纯化方法，利用硅胶吸附核酸的特性实现核酸的分离纯化。
该方法主要包括样品处理、硅胶柱处理和洗脱等步骤。
硅胶柱层析法具有操作简便、纯化效果好、适用于各种核酸样品等优点，广泛应用于基因克隆、PCR扩增和测序等实验中。
然而，硅胶柱层析法的纯化效果受到核酸长度和样品质量的影响。
三、离心管柱法离心管柱法是一种基于离心技术的核酸分离纯化方法，其原理是利用离心管柱中填充的分离介质将核酸与其他杂质分离。
该方法主要包括样品处理、离心管柱处理和洗脱等步骤。
离心管柱法操作简单、纯化效果好、适用于多种核酸样品，被广泛应用于基因克隆、PCR 扩增和测序等领域。
然而，离心管柱法的分离效果受到核酸长度和样品质量的影响。
四、凝胶电泳法凝胶电泳法是一种常用的核酸分离纯化方法，可根据核酸的大小和电荷差异进行分离。
该方法主要包括制备凝胶、样品处理、电泳和染色等步骤。
凝胶电泳法操作简单、成本低廉，适用于从体内或体外样品中分离DNA或RNA。
然而，凝胶电泳法不能提供高纯度的核酸样品，常用于初步分析和检测。
五、商业化试剂盒法随着分子生物学技术的发展，商业化试剂盒法逐渐成为核酸分离纯化的主要选择。
商业化试剂盒包含了多种核酸纯化方法的关键试剂和耗材，操作简便、方便快捷。
根据不同的试剂盒，可以选择合适的纯化方法。
核酸分离与纯化技术的实验操作步骤
核酸分离与纯化技术的实验操作步骤引言：核酸分离与纯化技术是现代生命科学研究中不可或缺的重要手段。
在分子生物学研究中，分离和纯化核酸的高效率和高质量是保证实验结果准确性的关键。
本文将介绍一种常用的核酸分离与纯化技术，并详细叙述其实验操作步骤。
材料与设备准备：首先，我们需要准备以下实验材料与设备：1. 厌氧蒸馏水：用于制备实验过程中所需的缓冲液和试剂；2. 离心管：用于收集和离心样品；3. 磁力搅拌器：用于在适当温度下进行试剂反应；4. 超低温冰箱：用于保存实验动物组织和细胞样品；5. 离心机：用于离心样品以分离细胞碎片和细胞核；6. 高速离心机：用于离心样品以分离核酸；7. 离心管架：用于固定离心管，防止其在离心过程中翻倒。
实验操作步骤：一、细胞收获与裂解1. 从培养皿中收集待处理的细胞，并用无菌生理盐水洗涤一次，去除培养基残留。
2. 加入适量的细胞裂解缓冲液（含有蛋白酶抑制剂）裂解细胞，在低温条件下搅拌1-2小时。
二、细胞碎片与细胞核的分离1. 将裂解后的细胞样品离心10分钟，离心速度2000g，室温，将上清液（上清液中包含细胞碎片和核糖核蛋白等）转移到新的离心管中。
2. 将上清液进行二次离心，离心速度10000g， 10分钟，4℃。
3. 丢弃上清液中的细胞碎片，在室温下用冷蒸馏水悬浮沉淀。
三、核酸的纯化1. 向沉淀中加入适量的核酸提取试剂，充分悬浮沉淀，并在室温下搅拌5-10分钟。
2. 通过离心的方式将沉淀分离，离心速度10000g，10分钟，室温。
3. 取出上清液（富含核酸）放入离心管中，加入等体积的异丙醇，混匀后放置于室温下搅拌10分钟。
4. 通过离心分离异丙醇上清液和沉淀，离心速度10000g，10分钟，室温。
5. 倒掉上清液，用70%无菌酒精洗涤沉淀。
将酒精去除后，用离心机低速离心，离心速度2000g，5分钟，即可获得纯化的核酸。
结论：通过上述实验操作步骤，我们可以成功地进行核酸的分离与纯化。
核酸提取与纯化
核酸提取与纯化引言核酸提取与纯化是生物学研究中常用的操作步骤之一。
核酸提取是指从生物样本中分离出DNA或RNA分子，纯化则是指将提取得到的核酸分子除去杂质，获得纯净的核酸样品。
本文将介绍核酸提取与纯化的基本原理、常用方法以及注意事项。
核酸提取原理核酸提取的基本原理是利用生物样本中DNA和RNA分子与其他组分（如蛋白质、细胞壁等）之间的化学或物理性质的差异，将核酸分子从样本中分离出来。
常见的提取方法有有机溶剂法、盐析法和离心法等。
有机溶剂法有机溶剂法是一种常用的核酸提取方法。
其原理是利用有机溶剂（如酚-氯仿混合液）与生物样本中的其他组分之间的亲和性差异，将核酸分子从样本中提取出来。
这种方法操作简单，适用于提取DNA和RNA。
具体操作步骤如下：1.准备生物样本，如细胞培养物或组织样本。
2.加入细胞裂解缓冲液，破坏细胞膜、核膜等结构，释放核酸分子。
3.加入酚-氯仿混合液，与细胞裂解液混合，形成两相体系。
4.离心分离两相，核酸分子会在有机相中分配到有机相中，而其他杂质会在水相中。
5.取出有机相，加入异丙醇或乙醇等沉淀剂，沉淀核酸分子。
6.离心沉淀，弃去上清液。
7.用乙醇洗涤沉淀，去除残留的盐和有机溶剂。
8.干燥沉淀，加入适量的去离子水溶解核酸。
盐析法盐析法是利用核酸分子与盐溶液中的离子交互作用的原理进行分离。
该方法适用于高含量的核酸样本（如DNA或RNA）。
其操作步骤如下：1.准备生物样本，如细胞裂解液。
2.加入适量的盐溶液，使盐浓度达到一定程度。
3.离心分离沉淀，核酸分子会与高浓度盐溶液结合形成沉淀，而其他杂质会在上清液中。
4.取出沉淀，用盐溶液洗涤核酸，去除杂质。
5.干燥沉淀，加入适量的去离子水溶解核酸。
离心法离心法是一种快速分离核酸的方法。
其原理是利用离心力将核酸分子从样本中沉淀下来。
离心法适用于小样本量和快速提取的情况。
具体步骤如下：1.准备生物样本，如细胞裂解液。
2.加入高盐缓冲液，增加核酸与其他组分之间的亲和性差异。
核酸的分离和纯化
RNA制备前的准备
玻璃器皿 在使用前应180℃烤至少4小时 塑料器皿 用0.1% 焦碳酸二乙酯（DEPC）或用氯仿洗涤 电泳槽 用去污剂洗涤，水冲洗，乙醇干燥，再浸泡于
3%H2O2 液中10分钟，然后0.1%DEPC处理水彻 底冲洗。 配制的溶液应用0.1% DEPC在37℃处理12小时以上，再高 压灭菌去除 DEPC。 不能高压灭菌的溶液用
EDTA/0.1 SDS的试管收集洗脱的RNA溶液。
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6）按步骤2重新平衡柱子，重复步骤2-4的poly(A)选 择吸附和洗脱过程。
7）调整收集的RNA溶液的乙酸钠浓度至 0.3mol/L, 加2.5倍体积乙醇，移至2个硅化的SW-55离心管 中，-20℃放置过夜 。
8）4℃离心, 30, 000g 30分钟沉淀RNA（极稀浓 度 ）。弃去乙醇，晾干沉淀，重溶于150微升无 RNA酶的TE缓冲液，合并样品。取5微升在70℃ 加热5分钟后，在1%琼脂糖凝胶电泳中检查RNA 的质量。
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方法 一、异硫氰酸胍法制备总RNA
二、TRIzol试剂提取细胞总RNA
步骤：
1） 组织标本需在预冷的碾钵中捣碎，收获1x106-5x106细
胞, 移入1.5 ml管中。
2） 加TRIzol试剂1 ml，混匀，冰浴5 mins。
3） 加氯仿0.2毫升，混匀，冰浴10 mins。
4） 4℃,10, 000g离心5 mins。
288 kb
痘病毒
196 kb
质体 几~100以上kb
线粒体
藻类 线状
15kb
酵母 环状
19~78 kb
植物 环状 100~150 kb
动物(扁虫到人)环状 15~18 kb
锥虫 网状
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2.DAPI （4‘,6-二脒基-2-苯基吲哚）染色反应 DAPI 为一种荧光染料，可以穿透扰乱的细胞膜与细胞核中的双链 DNA结合而发挥标记的作用，粘附在DNA双螺旋的小沟区，可以产生 比DAPI自身强20多倍的荧光，和EB相比，对双链DNA的染色灵敏度要 高很多倍。显微镜下可以看到显蓝色荧光的细胞，荧光显微镜观察细胞 标记的效率高(几乎为100 %) ，且对活细胞无毒副作用。DAPI染色常 用于细胞凋亡检测，染色后用荧光显微镜观察或流式细胞仪检测。 DAPI也常用于普通的细胞核染色以及某些特定情况下的双链DNA染色。 DAPI-DNA复合物的激发和发射波长分别为360nm和460nm
1.核酸的变性
核酸在某些物理或化学因素的作用下，其空
间结构发生改变，从而引起理化性质的改变及生 物活性的降低或丧失。
使氢键断裂，破
坏碱基堆集力，从
而引起核酸二级结 构的破坏。
2.核酸的降解 核酸的降解是指多核苷酸链的磷酸二酯键的断裂 （1）RNA的降解 在稀碱溶液中能降解生成单核苷酸的混合物， 在高温浓碱下可降解生成核苷和磷酸。在低温酸性条件下稳定，在 高温酸性条件下降解成碱基或者嘌呤碱基和嘧啶单核苷酸的混合物。 RNA在Rnase和磷酸二酯酶等的作用下，降解成3 ‘或5 ’-单核 苷酸。 （2）DNA的降解 在稀碱溶液中较稳定，但在较高浓度的碱溶液中 高温处理会降解产生单核苷酸，且嘌呤和嘧啶碱基常有破坏。在低 温的酸性条件下也比较稳定，但在高温时降解生成嘌呤碱基和嘧啶 核苷酸。 DNA在Dnase、磷酸二酯酶等的作用下。降解成3 ‘或5 ’-脱氧 核糖核苷酸。
原核生物
真核生物
70S
80S
30S 50S 40S 60S
RNA的分子结构
mRNA
mRNA是蛋白质生物合成的模板，单链，大小不一。 原核生物和真核生物的mRNA在结构上有所不同： 1) 原核生物的mRNA是多顺反子的，真核生物的mRNA 是单顺反子的；
2) 原核mRNA 5 '端无帽子结构，真核mRNA 5 '端有一段 帽子结构（m7GpppNmpNmp-）；
5.核酸的紫外吸收
嘌呤和嘧啶具有共轭双键，能强烈吸收紫外 光。在260nm处有最大吸收峰。对于纯的DNA或 RNA，可以通过测得A260来推测其核酸含量。
A260/ A280值可以反映核酸的纯度。
纯的DNA：A260/ A280 =1.8 纯的RNA：A260/ A280 =2.0
6.核酸的变性、降解与复性
携带、转移aa 原核生物：细胞质 真核生物：75%在细胞质、 蛋白质合成的模 m RNA RNA 15%在线粒体和叶 板 绿体、10%在细胞 核糖体的主要成 核 r RNA 分 t RNA
核酸组成
核糖 戊糖
脱氧核糖
核苷
核苷酸
磷酸
碱基
嘌呤 嘧啶
戊 糖
核酸组成
核苷
戊糖第1位碳原子上的羟基与嘌呤的第9位氮原子 或与嘧啶的第1位氮原子形成的b型N-C糖苷键。
3) 原核mRNA 3 ’端无PolyA，真核mRNA 3 ’端有PolyA。
2.核酸的一般理化性质
DNA —— 白色纤维状固体，溶液中粘度很高
RNA —— 白色粉末状固体
微溶于水 不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般的有机溶剂 RNA核蛋白体(RNP)易溶于0.14mol/L的NaCl溶液 DNP可溶于高浓度(1~2mol/L)的NaCl溶液
3.核酸的复性
变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的 链重新缔合成为双螺旋结构，此过程成为复性。
退火：热变性的DNA在缓慢冷却的条件下的复性过程。
减色效应：当变性的DNA经复性以重新形成双螺旋结构时，其溶液的A260值则 减小，这种现象称为减色效应。
7.核酸的颜色反应
1.与EB （溴化乙锭）的荧光反应 EB可嵌入到核酸碱基对之间，使EB-核酸络合物的荧光强度比游离EB显著 增加达80-100倍。在一定条件下，一定浓度的EB溶液的荧光增强与核酸双链 区的浓度成正比。根据这个原理，可测定双链核酸的浓度。RNA的分源自结构三叶草形tRNA
四环：二氢尿嘧啶环（D环）、反密码环、
额外环、TC环
四臂：二氢尿嘧啶臂、反密码臂、氨基酸臂TC臂
倒L型：一端是-CCA，另一端是反密码子环。
RNA的分子结构
rRNA
细胞RNA中rRNA含量最高，是构成核糖体 的骨架，占核糖体质量的2/3 。 核糖体 rRNA 16S 23S、5S 18S 28S、5S、5.8S
1’
核酸组成
核苷酸的衍生物
核苷酸除了作为核酸的基本结构单元外，它们在机 体中还行使着许多重要的生理功能。 能量分子：ATP、GTP 第二信使：cAMP 辅酶：FAD、NADH、CoA
DNA一级结构
无分枝的长链。
具有方向性。两个末端分别为5'端和3'端。 在天然DNA中，5'端常为磷酸，3'端为游离羟基。 由糖-磷酸相互间隔连接，构成主链；碱基连接 在主链的核糖上，形成侧链。
碱基堆积力：碱基堆积成非极性的区域，相互间产
生疏水作用和范德华力 离子键
DNA三级结构
1）环状DNA分子 双螺旋扭曲而形成麻花状的超螺旋结构。
2）线状DNA分子 双螺旋与蛋白质结合 后扭曲盘绕而形成螺 旋的超螺旋结构。
RNA的分子结构
不同类型的RNA 分子可自身回折形成发卡、 局部双螺旋区，形成二级结构，并折叠产生三级结 构。 tRNA的二级结构为三叶草形（四环四臂）， 三级结构为倒L 形。 mRNA 则是把遗传信息从DNA 转移到核糖体 以进行蛋白质合成的载体。
核酸的分离纯化概 述
前 言
无论是进行核酸结构还是功能研究，首先 需要对核酸进行分离和纯化。 核酸样品质量将直接关系到实验的成败。
核酸（nucleic acid）是遗传信息的携带者， 是基因表达的物质基础。
1.核酸的结构
核酸分类
种类 DNA
分 布
功能
原核生物：核质区 真核生物：95%在细胞核，5% 遗传信息的载体 在线粒体和叶绿体
3.核酸中糖的颜色反应 含有核糖的RNA，在3价铁离子存在条件下，与浓盐酸及地衣酚一起 沸水浴中加热20-40min左右，产生绿色化合物。这是由于RNA脱嘌呤后 的核糖与酸作用生成糠醛，再与地衣酚作用显绿色。 DNA在酸性条件下与二苯胺一起水浴加热5min，生成蓝色化合物。 这是由于脱氧核糖遇酸生成-w-羟基-γ-酮基戊醛，再与二苯胺反应而显 蓝色。
DNA二级结构
DNA的二级结构是指DNA的双螺旋结构。
DNA的双螺旋模型是由Watson和Crick两位科学
家于1953年提出的。
1962
1962 1962
1928Harvard University
1916-2004 Cambridge
1916-2004 London
DNA二级结构 作用力
互补碱基之间的氢键
3.核酸的两性解离性质
核酸既含有酸性的磷酸基团，又含有弱碱性
的碱基，故可发生两性解离。其解离状态随溶液
的pH值而改变。 利用核酸的两性解离可以通过调节核酸溶液 的pH来沉淀核酸，也可通过电泳分离纯化核酸。
4.核酸的旋光性
核酸分子具有高度不对称性，故核酸具有旋 光性，旋光方向为右旋，这是核酸的一个重 要特性。当核酸变性时，比旋度大大降低。