實驗方法原理 用堿和SDS處理可以從大規模(500ml)的細菌培養物中分離質粒DNA,所獲得的質粒則可通過柱層析或CsCl-溴化乙錠梯度離心進一步純化
實驗步驟
材料:
緩沖液和溶液:
堿裂解液 I:
50 mmol/L 葡萄糖
25 mmol/L Tris-HCl(pH8.0)
10 mmol/L EDTA(pH8.0)
(溶液 I 一次可配制 100 ml,在 15psi[1.05 kg/cm2] 壓力下蒸汽滅菌 15 min,保存于 4 攝氏度。)
堿裂解液 II:
0.2 N NaOH(從 10N 貯存液中現用稀釋)
1%(m/V)SDS
(溶液 II 要現用現配,室溫 下使用)
堿裂解液 III:
5mol/L 乙酸鉀 60 ml
冰乙酸 11.5 ml
雙蒸水(去離子水)28.5 ml
所配成的溶液中鉀的濃度為 3mol/L,乙酸根的濃度為 5mol/L。保存于 4 攝氏度,用時置于冰浴中。)
另需:
乙醇
異丙醇
STE
TE(pH8.0)
溶菌酶(10 mg/ml)
現在開始實驗:
細胞的制備:
1. 挑取轉化 細菌的單菌落,接種到 30 ml 含適當抗生素的培養基中。
注:
a. 試管的體積應該至少比細菌培養物的體積大 4 倍。
b. 試管不宜蓋的太緊
c. 應在劇烈振搖下溫育
2. 在適當的溫度和搖速下培養菌液直至對數生長期晚期(OD600 約為 0.6)。
3. 在含 500 mlLB、YT 或 Terrific 培養液(預熱到 37 攝氏度)及適當抗生素的燒瓶(2L)中接種 25 ml 對數生長期晚期的菌液,將此培養液在 37 攝氏度劇烈振搖(300r/min)培養約 2.5 小時。
注:最后菌液的 OD600 值應為 0.4。由于不同菌株的生長速度不同,可稍微延長或縮短 培養時間,使最終的 OD 值為 0.4。
4. 若質粒為低或中拷貝數的松弛型質粒,在培養液中添加 2.5 ml 濃度為 34 mg/ml 的氯霉素,使其終濃度為 170 微克/ml。
注:對于高拷貝數的質粒不需要添加氯霉素。
5. 于 37 攝氏度,以 300r/min 劇烈振蕩再培養 12~16 h。
6. 取部分菌液(1~2 ml)到離心管中,4 攝氏度儲存。于 4 攝氏度,以 2700 g 離心 15 min 以收集余下的近 500 ml 培養物。棄上清,倒置離心管使殘余的上清流出。
7. 用 200 ml 冰預冷的 STE 重懸細菌沉淀,按步驟 6 所述重新收集細菌并貯存于零下 20 攝氏度。
8. 用步驟 6 中貯存的 1~2 ml 菌液提取質粒,采用酶切和瓊脂糖電泳分析此小量制備質粒,以確定大量培養菌液中正確的質粒已得到擴增。
注:設置這種對照可能看上去有點過于謹慎,然而它可以避免發生某些可能難以挽回、浪費大量時間的錯誤。
9、將步驟 7 中凍存的細菌在室溫下放置 5~10 min 使其解凍后, 用 18 ml(10 ml)堿裂解液 I 重懸。
注:只有步驟 4 中使用了氯霉素的菌液才應參照括號中的體積數。
10、加 2 ml(1 ml)新配置的 10 mg/ml 溶菌酶。
11、加 40 ml(20 ml)新配置的堿裂解液 II。蓋上離心管蓋,輕輕顛倒數次,徹底混勻,室溫下放置 5~10 min。
注:延長超螺旋 DNA 暴露于堿的時間會使其不可逆變性,所產生的環狀卷曲 DNA 不能被限制酶內切,而且它在瓊脂糖凝膠電泳中的遷移率為正常超螺旋 DNA 的兩倍,難以被溴化乙錠染色。從細菌中用堿裂解法提取質粒時可能 會看到微量的這種 DNA。
12. 加 20 ml(15 ml)冰預冷的堿裂解液 III。蓋上離心管蓋,輕輕地但完全地振蕩混勻幾次(此時應不再有分離的兩個液相)。 將離心管在冰上放置 10 min。
注:在放置過程中會出現由染色體 DNA、高分子量 RNA、鉀離子/SDS/蛋白質/細胞壁復合物一起形成的乳白色沉淀。在堿裂解液 III 中最好使用醋酸鉀而非醋酸鈉,因為十二烷基硫酸鉀鹽遠比鈉鹽難溶。
13. 在 4 攝氏度 20,000 g 離心堿裂解液 30 min,無須制動,讓轉頭自然停止。 將上清輕輕移入量筒中,棄去離心管中的沉淀。
注:不能形成緊密沉淀的原因常常是加入裂解液 II 時混勻不充分。如果細菌碎片不能形成緊密的沉淀,以 20,000 g 再次離心 15 min,然后將上清盡量移入干凈的離心管中。轉移的時候使用四層紗布過濾上清可以除去黏稠的基因組 DNA 和蛋白質沉淀殘余。
質粒 DNA 的回收:
14. 量取上清的體積,將其連同 0.6 倍體積的異丙醇一起移入一只潔凈離心管中并將其充分混勻,室溫下放置 10 min。
15. 在室溫下以 12,000 g 離心 15 min 回收核酸沉淀。
注:若在 4 攝氏度下離心會使鹽也沉淀下來。
16. 小心棄去上清,將離心管敞開蓋,倒置于紙巾上以除去殘余的上清。在室溫下用 70% 的宜春涮洗管底及管壁,倒掉乙醇,并用與真空管道相連的巴斯德吸管除去附于管壁的液滴。將離心管開口倒置于紙巾上使剩余的乙醇揮發掉。
注:如果用于干燥器或真空干燥的方法干燥 DNA 沉淀,在某些情況下它會變得難以溶解并且可能變性。將沉淀在室溫下干燥 10~15 min 對于乙醇揮發來說是足夠了,而且不會引起 DNA 脫水。
17. 用 3 ml TE(pH8.0)溶解濕潤的核酸沉淀。
18. 粗制質粒 DNA 的純化可用柱層析法,聚乙二醇沉淀法或 CsCl-溴化乙錠梯度離心法。
19. 用限制酶酶切及凝膠電泳分析確證質粒的結構。