实验原理
碱裂解法提取质粒DNA,是利用共价闭合环状质粒DNA与线性的染色体DNA片段在拓扑学上的差异来分离它们。在碱性环境中,细菌染色体DNA双螺旋结构解开变性,而质粒DNA的氢键虽断裂,但两条互补链仍相互盘绕处于结合缠绕状态。将溶液的pH调至中性并在高盐存在的条件下,染色体DNA、大分子量的RNA和蛋白质在SDS(十二烷基硫酸钠)的作用下形成沉淀,而质粒DNA仍然为可溶状态。通过离心,可除去大部分细胞碎片、染色体DNA、RNA及蛋白质,而质粒DNA留在上清液中,通过酚/氯仿抽提纯化得到质粒DNA。
实验器材
恒温培养箱、台式恒温摇床、高压灭菌锅、超净工作台、高速离心机、移液器、移液器吸头、三角瓶、1.5ml离心管、离心管架、带有pUC19质粒的大肠杆菌等。
实验试剂
(1)无水乙醇。
(2)LB培养基(1L):称量胰蛋白胨10.0g,酵母粉5.0g,氯化钠5.0g溶于800ml蒸馏水中,用1mol/L氢氧化钠溶液(或1mol/L盐酸溶液)调节pH至7.0,然后加蒸馏水至1000ml,高温高压灭菌后备用。
(3)质粒小提试剂盒(离心柱型),试剂盒的产品组成如下:
1)平衡液BL。
2)溶液P1:50mmol/L葡萄糖,25mmol/L Tris-Cl(pH8.0),10mmol/L EDTA(pH8.0)。
3)溶液P2:0.2mol/L NaOH,1%SDS。
4)溶液P3:称取29.4g乙酸钾和11.5ml冰乙酸混合,加H2O至100ml。
5)去蛋白液PD。
6)漂洗液PW。
7)洗脱缓冲液EB。
8)RNase A。
9)吸附柱CP3。
10)2ml收集管。
实验操作
(1)接一环新鲜菌体于5ml含有适当抗生素的液体培养基中,37℃摇床(200rpm)过夜培养。
(2)柱平衡步骤:向吸附柱CP3中(吸附柱放入收集管中)加入500μl的平衡液BL,12000rpm离心1min,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CP3重新放回收集管中。
(3)将1.5ml过夜培养菌液放于离心管中,12000rpm离心1min,弃去上清液,收集菌体。
(4)向留有菌体沉淀的离心管中加入250μl溶液P1,使用移液器吹打彻底悬浮菌体沉淀,使菌体悬浮均匀。
(5)向离心管中加入250μl溶液P2,温和地上下翻转6~8次,使菌体充分裂解,菌液变得清亮黏稠。
(6)向离心管中加入350μl溶液P3,立即温和地上下翻转6~8次,充分混匀,此时会出现白色絮状沉淀。12000rpm离心10min。
(7)用移液器吸出步骤(6)收集的上清液,转移到吸附柱CP3中,注意尽量不要吸出沉淀,12000rpm离心10min,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CP3重新放回收集管中。
(8)向吸附柱CP3中加入500μl漂洗液PW,12000rpm离心1min,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CP3放入收集管中。
(9)重复操作步骤(8)。
(10)将吸附柱CP3放入收集管中,12000rpm离心2min,目的是将吸附柱中残余的漂洗液去除。
(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50~100μl洗脱缓冲液EB,室温放置2min,12000rpm离心2min,将质粒溶液收集到离心管中。
注意事项
(1)溶液P1在使用前先检查是否已加入RNase A,每次实验结束后应置于2~8℃环境中保存。
(2)温度较低时,溶液P2会出现白色沉淀,可在37℃水浴中加热几分钟,摇匀后使用。
(3)注意离心机的平衡问题,所有离心步骤均为使用常规台式离心机在室温下进行离心。
实验意义
质粒是共价、闭合、环状的小分子量DNA,在基因工程中,质粒是目的基因的载体。从大肠杆菌中提取质粒DNA在分子生物学上是一种最基本的方法。