制备基因组 DNA 是进行基因结构和功能研究的重要步骤,通常要求得到的片段的长度不小于 100-200kb。在 DNA 提取过程中应尽量避免使 DNA 断裂和降解的各种因素,以保证 DNA 的完整性,为后续的实验打下基础。一 般真核细胞基因组 DNA 有 107-9bp,可以从新鲜组织、培养细胞或低温保存的组织细胞中提取,常是采用在 EDTA 以及 SDS 等试剂存在下用蛋白酶 K 消化细胞,随后用酚抽提而实现的。这一方法获得的 DNA 不仅经酶切后可用于 Southern 分析,还可用于 PCR 的模板、文库构建等实验。
根据材料来源不同,采取不同的材料处理方法,而后的 DNA 提取方法大体类似,但都应考虑以下两个原则:
(1)防止和抑制 DNase 对 DNA 的降解;
(2)尽量减少对溶液中 DNA 的机械剪切破坏。
一、试剂准备
1.TE: 10mM Tris-HCl (pH 7.8); 1mM EDTA (pH 8.0)。
2.TBS: 25mM Tris-HCl (pH 7.4); 200mM NaCl; 5mM KCl。
3.裂解缓冲液:250mM SDS; 使用前加入蛋白酶 K 至 100μg/ml。
4.20% SDS
5.2mg/ml 蛋白酶 K
6.Tris 饱和酚(pH 8.0)、酚/氯仿(酚∶氯仿=1∶1)、氯仿
7.无水乙醇、75%乙醇
二、操作步骤
(一)材料处理
1.新鲜或冰冻组织处理:
⑴ 取组织块 0.3-0.5cm3, 剪碎,加 TE 0.5ml,转移到匀浆器中匀浆。
⑵ 将匀浆液转移到 1.5ml 离心管中。
⑶ 加 20% SDS 25 μl,蛋白酶 K (2mg/ml) 25 μl,混匀。
⑷ 60°C 水浴 1-3hr。
2.培养细胞处理:
⑴ 将培养细胞悬浮后,用 TBS 洗涤一次。
⑵ 离心 4000g×5min,去除上清液。
⑶ 加 10 倍体积的裂解缓冲液。
⑷ 50-55°C 水浴 1-2hr。
(二)DNA 提取
1. 加等体积饱和酚至上述样品处理液中,温和、充分混匀 3min。
2. 离心 5000g×10min,取上层水相到另一 1.5ml 离心管中。
3. 加等体积饱和酚,混匀,离心 5000g×10min,取上层水相到另一管中。
4. 加等体积酚/氯仿,轻轻混匀,离心 5000g×10min,取上层水相到另一管中。如水相仍不澄清,可重复此 步骤数次。
5. 加等体积氯仿,轻轻混匀,离心 5000g×10min,取上层水相到另一管中。
6. 加 1/10 体积的 3M 醋酸钠(pH 5.2)和 2.5 倍体积的无水乙醇,轻轻倒置混匀。
7. 待絮状物出现后,离心 5000g×5min,弃上清液。
8. 沉淀用 75%乙醇洗涤,离心 5000g×3min ,弃上清液。
9. 室温下挥发乙醇,待沉淀将近透明后加 50-100μl TE 溶解过夜。
(三)DNA 定量和电泳检测
1.DNA 定量:
DNA 在 260nm 处有最大的吸收峰,蛋白质在 280nm 处有最大的吸收峰,盐和小分子则集中在 230nm 处。 因此,可以用 260nm 波长进行分光测定 DNA 浓度,OD 值为 1 相当于大约 50μg/ml 双链 DNA。如用 1cm 光径, 用 H2O 稀释 DNA 样品 n 倍并以 H2O 为空白对照,根据此时读出的 OD260 值即可计算出样品稀释前的浓度:DNA (mg/ml)=50×OD260 读数×稀释倍数/1000。
DNA 纯品的 OD260/OD280为 1.8,故根据 OD260/OD280的值可以估计 DNA 的纯度。若比值较高说明含有 RNA, 比值较低说明有残余蛋白质存在。OD230/OD260 的比值应在 0.4-0.5 之间,若比值较高说明有残余的盐存在。
2.电泳检测:
取 1μg 基因组 DNA 用行 0.8%琼脂糖凝胶上电泳,检测 DNA 的完整性,或多个样品的浓度是否相同。电泳结 束后在点样孔附近应有单一的高分子量条带。
三、注意事项
1.所有用品均需要高温高压,以灭活残余的 DNA 酶。
2.所有试剂均用高压灭菌双蒸水配制。
3.用大口滴管或吸头操作,以尽量减少打断 DNA 的可能性。
4. 用上述方法提取的 DNA 纯度可以满足一般实验(如 Southern 杂交、PCR 等)目的。