也許你很難想象一片葉子、一塊肌肉、一管血液都經(jīng)歷了什么,后以核酸的形式呈現(xiàn)。核酸的提取是所有分子生物學研究的基礎,核酸提取的質量、濃度的多少對于下游分子生物學實驗的成敗起著關鍵的作用,今天我們就說一說關于DNA提取的那些事兒。
一. DNA提取原則
1、保證DNA分子的完整性
2、排除有機溶劑與金屬離子的干擾
3、排除蛋白質、多糖、多酚、脂類的污染
4、獲得高純度的核酸
5、方法操作簡便,穩(wěn)定性強
二. DNA有哪些
染色體DNA、線粒體DNA、葉綠體DNA、質粒DNA、病毒/噬菌體DNA等。
三. 樣本的收集保存
注:詳細操作可參見《派森諾樣品制備及質量要求》文件,可向當?shù)劁N售或技術-支持索取。
四. DNA提取原理及方法
目前提取DNA的方法繁多,如CTAB法、SDS法、各種試劑盒等,但原理大致相同,主要是裂解和純化兩大步驟。首先對樣品破壁裂解,采用機械力、化學試劑、酶等方法將DNA釋放出來,隨后去除蛋白質、糖、酚、金屬離子等雜質,再用無水乙醇、異丙醇沉淀或載體吸附DNA,之后洗滌溶解即可得到核酸。
雖然原理相似,但不同提取方法使用的試劑有很大差別,下面列舉出在提取過程中,常用試劑的作用及原理:
1、裂解相關試劑
(1)CTAB(十六烷基*基-溴化銨):一種陽離子表面活性劑,在高鹽溶液中,CTAB可與蛋白質和中性多糖形成復合物而沉淀,但不能沉淀核酸和酸性多糖,另外它還能保護DNA不受內(nèi)源核酸酶的降解。
(2)SDS(十二烷基硫酸鈉):一種陰離子去污劑,可使細胞膜崩解,與膜蛋白疏水部分結合并使其與膜分離,使蛋白變性。
(3)PVP(聚乙-烯吡-咯烷酮):是酚類化合物的螯合劑,可與多酚化合物形成復合體,使其不被氧化成醌類。
(4)β-巰基乙醇:抗氧化劑,有效地防止酚氧化成醌,避免褐變,使酚容易去除。
(5)蛋白酶K:用于生物樣品中蛋白質的一般降解,將蛋白質降解成小分子肽或氨基酸,使DNA分子分離出來。
2.純化相關試劑耗材
(1)苯-酚:使蛋白質變性,同時抑制了DNase的降解作用。
(2)氯-仿:克服酚的缺點,加速有機相與液相分層,去除核酸溶液中的跡量酚(酚易溶于氯-仿中)。
(3)異-戊醇:少許異-戊醇可以減少蛋白質變性操作過程中產(chǎn)生的氣泡,有助于分相,保持體系的穩(wěn)定。
(4)無水乙醇:沉淀DNA,不易沉淀鹽類等物質;異丙醇也可沉淀DNA,體積小時間短,但易沉淀鹽類物質。
(5)核酸純化柱:采用硅膠膜作為核酸的特異性吸附材料(高鹽低pH值結合核酸),同時去除其他雜質,可以-大程度地回收樣品中的DNA(低鹽高pH值洗脫),可以用于各物種的DNA提取。操作簡單、用時短、純度高。
(6)DNA提取磁珠:是一種核心為四氧化三鐵、表面修飾大量硅羥基的磁性微球,能在高鹽、低pH條件下和溶液中的核酸通過疏水作用、氫鍵作用和靜電作用等發(fā)生特異性結合,而不與其它雜質(如蛋白)結合,可迅速從生物樣品中分離核酸,操作安全簡單,非常有利于核酸的自動化和高通量提取。
五. 核酸的保存
短時間(24h內(nèi))可放置4℃保存,長期(24h以上)放置于-20℃進行保存,期間避免反復凍融。對于純度不高、總量較少、完整度不好的非高質量核酸,還需盡早進行后續(xù)實驗,以防保存時間過長,DNA質量更受影響,進而影響建庫和測序質量。
以上為大家列舉了在提取過程中經(jīng)常用到的試劑及原理,給出了核酸保存的建議。要強調的是相同的原理下,不是試劑的去污、裂解效果越好就用的越多,還是要在實際提取過程中,根據(jù)提取材料的不同、提取結果的差異,靈活調整實驗方案。