碱裂解法

更新时间:2024-05-21 15:12

抽提质粒DNA常用碱裂解法,它是一种应用最为广泛的制备质粒DNA的方法,其基本原理为:在碱性条件(pH12.5)下,线性染色体DNA的双螺旋结构解开而变性,质粒DNA的氢键虽然断裂,但两条互补链彼此缠绕,紧密结合在一起。当加入乙酸钾恢复至中性时,染色体DNA分子难以复性,而质粒DNA分子很快复性,离心时,染色体DNA与细胞碎片一起被沉淀出来,而质粒DNA则留在上清液中,用异丙醇或乙醇沉淀后洗涤、可得到较纯的质粒DNA。碱裂解法通常有大量提取法和小量提取法,其提取原理是一样的,只需体积按一定比例扩大。

注意事项

(1)严格控制碱变性的时间,不超过5min。因为,如果质粒处于强碱性环境中的时间过长,可发生不可逆变性,导致限制性内切酶切割困难。

(2)在加入溶液Ⅲ后,要充分混匀并置冰上。如未见大量白色沉淀,说明实验失败,应立即重做。

(3)弃上清时,必须控干即除尽管内的液体,在做最后一步时,应尽量将乙醇挥发干净,因为如残留较多乙醇,以后在做酶切鉴定时,乙醇会使限制性内切酶失活。但此步的时间不宜过长,一般在10~15min,可用滤纸条小心吸净离心管壁上的乙醇液滴以节省时间。

常见问题

1.未提到质粒或质粒得率较低

(1)大肠杆菌老化

涂布平板培养后,重新挑选新菌落进行液体培养。

(2)质粒拷贝数低

由于使用低拷贝数载体引起的质粒DNA提取量低,可更换具有相同功能的高拷贝数载体。

(3)菌体中无质粒

有些质粒本身不能在某些菌种中稳定存在,经多次转接后有可能造成质粒丢失,因此,不要频繁转接,每次接种时应接种单菌落。另外,检查筛选用抗生素使用浓度是否正确。

(4)碱裂解不充分

使用过多的菌体培养液,会导致菌体裂解不充分,可减少菌体用量或增加溶液P1、P2和P3的用量。对低拷贝数质粒,提取时,可加倍使用溶液P1、P2和P3,可能有助于增加质粒提取量和质粒质量。

(5)溶液使用不当

溶液P2、P3在温度较低时可能出现浑浊,应置于37℃保温片刻直至溶解为清亮的溶液才能使用。

(6)吸附柱过载

不同产品中吸附柱的吸附能力不同,如果需要提取的质粒量很大,请分多次提取。若用富集培养基,例如TB或2×YT,菌液体积必须减少;若质粒或宿主菌是非常高的拷贝数或生长率,则需调整LB培养液的体积。

(7)质粒未全部溶解

尤其是质粒较大时,洗脱溶解质粒时,可适当加温或延长溶解时间。

(8)乙醇残留

漂洗液洗涤后应离心,尽量去除残留液体,树脂型试剂盒漂洗后应晾干树脂,再加入洗脱缓冲液。

(9)洗脱液加入位置不正确

洗脱液应加在硅胶膜的中心部位,以确保洗脱液会完全覆盖硅胶膜的表面,达到最大洗脱效率。

(10)洗脱液不合适

DNA只在低盐溶液中才能被洗脱,如洗脱缓冲液EB(10mmol/L Tris·Cl,pH8.5)或水。洗脱效率取决于pH。最大洗脱效率在pH7.0~8.5间。当用水洗脱时,确保其pH在此范围内,如果pH过低可能导致洗脱量低。洗脱时将灭菌蒸馏水或洗脱缓冲液加热至60℃后使用,有利于提高洗脱效率。

(11)洗脱体积太小

洗脱体积对回收率有一定的影响。随着洗脱体积的增大,回收率增高,但产品浓度降低。为了得到较高的回收率,可以增大洗脱体积。

(12)洗脱时间过短

洗脱时间对回收率也会有一定的影响。洗脱时放置1min可达到较好的效果。

2.质粒纯度不高

(1)混有蛋白质

不要使用过多菌体。溶液P1、P2、P3处理并离心后,溶液应为澄清的,如果还混有微小蛋白质悬浮物,可再次离心去除后再进行下一步骤。

(2)混有RNA

RNaseA处理不彻底,请减少菌体用量或加入溶液P3之后室温放置一段时间。如果溶液P1已保存6个月以上,请在溶液P1中添加RNaseA。

(3)混有基因组DNA

加入溶液P2和P3后应温和混匀,如果剧烈振荡,可能把基因组DNA剪切成碎片从而混杂在质粒中。如果加入溶液P2后过于黏稠,无法温和混匀,请减少菌体用量。细菌培养时间过长会导致细胞和DNA的降解,不要超过16h。

(4)P3溶液加入时间过长

P3溶液加入后,放置时间不要太长,否则有可能会产生小片段DNA污染。

(5)含大量核酸酶的宿主菌

宿主菌含大量核酸酶,在质粒提取过程中降解质粒DNA,影响提取质粒DNA的完整性,最好选用不含核酸酶的大肠杆菌宿主菌,如DH5α和Top10。

(6)裂解时间过长

加入溶液P2后裂解时间不应超过5min。

(7)质粒的二聚体和多聚体形式

是质粒复制过程中形成的,与宿主菌相关,电泳可检测出。

3.加入溶液Ⅱ后,菌液仍然呈浑浊状态,或者浑浊度没有明显的改变

这说明细菌裂解不完全,主要原因如下。

①溶液Ⅱ失效:首先看看10% SDS是否是澄清的,NaOH是否是有效的。

②可能是细菌浓度很高,适当调整增加溶液Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ的体积。

③可能是“杂菌”污染,如果菌液生长异常快,就有可能被杂菌污染。这种情况一般表现为与目的菌有相同的抗性,生长速度异常,能够提出质粒,跑胶的条带也异常的亮,但产物不是自己想要的质粒,应特别注意。

4.电泳点样孔中有亮带

质粒中污染了细菌基因组DNA,多是由于加入溶液Ⅱ后震荡过于剧烈造成细菌基因组剪切或放置时间过长等引起。因此加溶液Ⅱ后应温和震荡,绝不能涡旋震荡,并且冰浴放置时间要短于5min。

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