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基因组DNA提取

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2014/11/20 8:46:14

基因组DNA提取试剂盒简介:

DNA是遗传信息的载体,是重要的生物信息分子,是分子生物学研究的主要对象,为了进行测序、杂交、基因表达、文库构建等试验,获得高分子量和高纯度的基因组DNA是非常重要的前提,因此基因组DNA的提取也是分子生物学试验技术中提取试剂盒,如植物、动物、细菌、细胞、血液、酵母等基因组DNA提取试剂盒。所提取的基因组纯度高,片段大小在50kb左右。用户可根据需要选用不同的试剂盒来进行不同样品的抽提。
基因组DNA提取的原则:
1、保证核酸一级结构的完整性(因为遗传信息全部储存在核酸一级结构中,故完整的一级结构是保证核酸结构与功能研究的基础)。
2、排除其它分子(如蛋白质、多糖、脂类、有机溶剂等)的污染,使下游试验顺利进行。基因组DNA提取的原理和方法:DNA与组蛋白构成核小体,核小体缠绕成中空的螺旋管状结构,即染色丝,染色丝再与许多非组蛋白形成染色体。染色体存在于细胞核中,外有核膜及胞膜。从组织中提取DNA必须先将组织分散成单个细胞,然后破碎胞膜及核膜,使染色体释放出来,同时去除与DNA结合的组蛋白及非组蛋白。
1、样品预处理
从各种不同来源的样品(如细菌、酵母、血液、动植物组织细胞等)中提取高纯度的基因组DNA,因细胞结构及其成分不同,样品预处理方式也不同,以下简单介绍常用提取材料的预处理方式,若需详细了解,请参考本公司各试剂盒说明书。
部分样品预处理方式:
植物材料  液氮研磨

动物材料   匀浆、液氮研磨

培养细胞   蛋白酶K处理
细菌      溶菌酶破壁
酵母      破壁酶破壁、玻璃珠研磨
血液      红细胞裂解液去红

2、细胞裂解
CTAB法:适用于植物组织、真菌等。
CTAB是一种阳离子去污剂,可溶解细胞膜,并与核酸形成复合物。该复合物在高盐溶液中(>0.7M NaCl)是可溶的,通过有机溶剂抽提,去除蛋白、多糖、多酚等杂质后加入乙醇沉淀即可使核
酸分离出来。
SDS法:适用于细菌、血液、酵母、动物组织、细胞等。SDS是一种阴离子去污剂,可溶解细胞膜,裂解细胞,使蛋白质变性、染色体解体。

其它裂解方法:
物理方式:机械剪切、超声波破碎、研磨匀浆等
化学方式:异硫氰酸胍、碱裂解等
酶法:蛋白酶K

3、DNA分离纯化
纯化要求:核酸样品中不应存在对酶(如核酸内切酶、DNA聚合酶等)有抑制作用的成分。其它生物大分子如蛋白质、多糖、多酚和脂类分子等污染应降低到低程度。排除其它核酸分子的污染,
如提DNA时应去除RNA,反之亦然。
纯化方法:细胞破碎后,常使用吸附材料结合方法去除杂质和纯化DNA,主要有硅基质材料、阴离子交换树脂和磁珠等。因硅基质材料可特异吸附核酸DNA,使用方便、快捷,不需要使用有毒溶剂如酚、氯仿等,使得提取基因组像过滤一样简单,因此硅基质材料成为大规模分离纯化DNA的通用方法。硅基质材料吸附核酸的原理:主要利用DNA在高盐低pH值环境下与硅基质材料相结合,在低盐高pH值环境下与硅基质材料脱离的特征。其机理可能是高浓度盐离子破坏了硅基质水分子结构,形成阳离子桥,当盐被清除后,再水化的硅石破坏了基质和DNA之间的吸引力,因而DNA从硅基质上被洗脱下来。
注意事项:尽量简化操作步骤,缩短提取过程,以减少各种有害因素对核酸的破坏。

减少化学物质对DNA的降解,为避免过酸、过碱对DNA双链中磷酸二酯键的破坏,操作多在pH值4.0-10.0的条件下进行。防止基因组DNA的生物降解,主要是DNase降解基因组DNA,DNase需二价金属阳离子如Mg2+等的激活,可用EDTA等金属离子螯和剂螯和Mg2+以抑制DNase的活性。减少物理因素对DNA的降解,物理降解因素主要包括机械剪切力(如剧烈振荡、搅拌等),细胞突然置于低渗液中导致的细胞爆炸式破裂,DNase大量释放,样品反复冻融和高温等。

4、DNA洗脱收集
DNA的洗脱效率取决于以下重要因素:
洗脱液成分:采用硅基质膜吸附的DNA,可将DNA在低盐高pH值条件下洗脱下来。pH值在7.0-8.5之间洗脱效率较高,pH值低于7.0则洗脱效率很低。一般基因组提取试剂盒中的洗脱缓冲液TE(pH8.0),既为DNA从硅基质膜上洗脱下来提供良好的pH环境,其中的EDTA又能保证DNA不被DNase降解,同时由于EDTA浓度非常低,对核酸内切酶、DNA聚合酶的影响非常微弱,不影响后续实验,可放心使用。
洗脱液体积:当洗脱液体积小于30ul时,洗脱效率很低且不稳定;当洗脱液体积在50-200ul时,洗脱效率稳定在80-90﹪,并可保证得到大产量,因此洗脱液体积不能小于30ul。

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