一.核酸抽提原理:
核酸抽提包含樣品的裂解和純化兩大步驟番川。其是:裂解樣品中的核酸游離在體系闹炉;純化游離的核酸诡必,使之與體系中的其它成分分離(如蛋白質(zhì)奢方、鹽及其它雜質(zhì)徹底分離)搔扁。
常用的裂解液:包括去污劑 (如 SDS、Triton X-100蟋字、NP-40稿蹲、Tween 20 等) 和鹽 (如 Tris、EDTA鹊奖、NaCl 等)苛聘。
去污劑的作用,是通過(guò)使蛋白質(zhì)變性忠聚、破壞膜結(jié)構(gòu)设哗、解開(kāi)與核酸相連接的蛋白質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)核酸游離在裂解體系中两蟀。
鹽的作用网梢,除了提供一個(gè)合適的裂解環(huán)境 (如 Tris),還包括抑制樣品中的核酸酶在裂解過(guò)程中對(duì)核酸的破壞 (如 EDTA)赂毯、維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 (如NaCl) 等战虏。
裂解體系中還可能加入蛋白酶,利用蛋白酶將蛋白質(zhì)消化成小的片段党涕,促進(jìn)核酸與蛋白質(zhì)的分開(kāi)烦感,同時(shí),也便于后面的純化操作以及獲得更純的核酸遣鼓。也有直接使用高濃度的蛋白質(zhì)變性劑 (如 GIT啸盏、GuHCl 等) 裂解的重贺,該方法已經(jīng)成為了 RNA 抽提的主流骑祟,卻不是基因組 DNA 抽提的主流。
二.最常用的純化方法
(一) PC 抽提(Phenol-chloroform extraction:酚氯仿抽提)+醇沉淀:利用PC對(duì)裂解體系進(jìn)行反復(fù)抽提以去除蛋白質(zhì)气笙,實(shí)現(xiàn)核酸與蛋白質(zhì)的分離次企,再用醇將核酸沉淀下來(lái),實(shí)現(xiàn)核酸與鹽的分離潜圃。
(二)介質(zhì)純化:利用某些固項(xiàng)介質(zhì)缸棵,在某些特定的條件下,選擇性地吸附核酸谭期,而不吸附蛋白質(zhì)及鹽的特點(diǎn)堵第,實(shí)現(xiàn)核酸與蛋白質(zhì)及鹽的分離。
(三)高鹽沉淀去除蛋白質(zhì)是第一種純化方法的一個(gè)變體隧出,省略了PC操作的麻煩踏志,也有不純化的抽提方法,但是用途多局限于簡(jiǎn)單的 PCR胀瞪。
三.裂解方法的評(píng)價(jià)
(一)含蛋白酶的裂解方法是抽提基因組 DNA 的首選针余。包括裂解游離的膜蛋白與基因組 DNA 相連接的游離蛋白質(zhì)。
(二)不使用蛋白酶的去污劑裂解方法,在細(xì)胞基因組 DNA 抽提方面仍然有優(yōu)勢(shì)圆雁。尤其是當(dāng)?shù)寐屎图兌纫蟛皇亲罡呷碳叮?jīng)濟(jì)性及操作簡(jiǎn)單很重要時(shí),控制好裂解液/樣品的比例是該方法成功的關(guān)鍵伪朽。該方法結(jié)合高鹽沉淀轴咱,可以實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的操作,但純度及得率的穩(wěn)定性可能會(huì)比用 PC 抽提的差一些烈涮。
(三)高濃度蛋白質(zhì)變性劑 (如 GIT嗦玖、GuHCl 等) 的裂解方法是抽提 RNA 的首選。
(四)含 CTAB 的裂解液跃脊,幾乎成為富含多糖的樣品宇挫,如細(xì)菌、植物的基因組 DNA 抽提的首選裂解方法酪术。
(五)SDS 堿裂解法是質(zhì)粒抽提的首選裂解方法器瘪,具有快速、得率高绘雁、幾乎無(wú)基因組 DNA 污染的特點(diǎn)橡疼。
(六)PCR 模板的簡(jiǎn)易裂解方法,也是使用面很廣的一類(lèi)方法庐舟。該方法的特點(diǎn)是無(wú)須純化欣除,樣品被裂解后即可直接取裂解液用于 PCR,非撑猜裕快速历帚。
四.純化方法的評(píng)價(jià)
(一)PC 抽提/醇沉淀方法:穩(wěn)定、可靠杠娱、經(jīng)濟(jì)薪前、方便点把。PC 抽提可以徹底去除蛋白質(zhì),醇沉淀可以去除鹽,對(duì)于一般的干凈的樣品 (雜質(zhì)為蛋白質(zhì))倚聚,該方法完全可以獲得高質(zhì)量的核酸垢揩。
(二)高鹽沉淀蛋白質(zhì)/醇沉淀方法:同樣也是一個(gè)非常不錯(cuò)的方法骗炉。與 PC 抽提方法相比卵佛,除了純度的穩(wěn)定性可能要低一點(diǎn)外,該方法幾乎克服了 PC 抽提的所有缺點(diǎn)茧痕。更快野来、更輕松去除蛋白質(zhì)所伴隨的好處是,可以用于大規(guī)模抽提凿渊,不足是純度 (蛋白質(zhì)殘留) 不夠穩(wěn)定梁只。
(三)介質(zhì)純化方法:是一個(gè)越來(lái)越受到重視的方法缚柳。其最大特點(diǎn)是非常適合大規(guī)模核酸抽提,并且因?yàn)槭苋藶椴僮饕蛩赜绊懶√侣啵兌鹊姆€(wěn)定性很高 (雖然純度不一定比PC 純化方法更高)秋忙。其致命弱點(diǎn)是樣品過(guò)量。介質(zhì)可以分為兩大類(lèi)构舟,一類(lèi)是柱式的灰追,即介質(zhì)被預(yù)先裝填在下面是通的柱子里;另外一類(lèi)則是顆粒狀 (如Glassmilk狗超、磁性小珠等)弹澎。
五.醇的沉淀
醇的沉淀,目的是使核酸從裂解體系中沉淀下來(lái)努咐,從而實(shí)現(xiàn)核酸與其它雜質(zhì)(主要是鹽)的分離苦蒿。實(shí)際操作中,許多雜質(zhì)也會(huì)與核酸一起被醇沉淀下來(lái)渗稍,尤其是當(dāng)其它雜質(zhì)的濃度也比較高的時(shí)候佩迟。醇的沉淀并不是非常特異性的,任何有機(jī)大分子及一些鹽竿屹,當(dāng)濃度達(dá)到一定水平后报强,都可能同步被沉淀下來(lái)。最有參考價(jià)值的是 TRIzol 提供的一個(gè)沉淀方案:一半異丙醇加一半高鹽溶液替代純粹的異丙醇拱燃,可以大大降低多糖殘留秉溉。
PEG、LiCl碗誉、CTAB 都可以用于核酸沉淀召嘶。雖然它們遠(yuǎn)沒(méi)有醇沉淀的高使用頻率,但卻各有特點(diǎn)诗充。LiCl 可以沉淀 RNA 以去除DNA苍蔬,CTAB 可以從含多糖的裂解體系中將核酸沉淀下來(lái)诱建。PEG是沉淀病毒顆粒的方便手段蝴蜓。
六.洗滌
洗滌首先一定要將沉淀懸浮起來(lái);第二就是要有一定的時(shí)間俺猿,尤其是當(dāng)核酸沉淀比較大時(shí) (使核酸沉淀最終蓬松)茎匠;第三是少量多次;第四則是去上清要徹底押袍。
七.核酸質(zhì)量的檢測(cè)問(wèn)題
目前用于正式實(shí)驗(yàn)前檢測(cè)核酸質(zhì)量的方法诵冒,一是電泳,二是紫外分光光度儀谊惭。
(一)電泳檢測(cè)的主要是核酸的完整性和大小汽馋,只要核酸不是太小或者太大 (超出電泳分離范圍)侮东,電泳還可以用于估計(jì)核酸的濃度,但其準(zhǔn)確度與經(jīng)驗(yàn)有關(guān)豹芯;另外悄雅,電泳也可能提供某些雜質(zhì)污染的信息。
(二)紫外分光光度儀檢測(cè)的是純度和核酸含量铁蹈,該儀器的靈敏度非常高宽闲,A230 : A260 : A280 = 1 : 2 (DNA 為 1.8) : 1 為理論上的數(shù)據(jù),實(shí)際測(cè)定時(shí)會(huì)有一些差別握牧;但如果差別太大容诬,就有問(wèn)題了。如: A260/A230 > 2 就是純的沿腰,如果 A260/A280
> 2.3 就是核酸降解览徒,A260/A230比2大許多,一定是有雜質(zhì)殘留的颂龙。
八.核酸的溶解和保存
純化后的核酸吱殉,最后多使用水或者低濃度緩沖液溶解;其中 RNA以水為主厘托,DNA 則多以弱堿性的 Tris 或者 TE 溶解友雳。經(jīng)典的 DNA 溶解方法多提倡使用 TE 溶解,認(rèn)為 EDTA 可以減少DNA 被可能殘留下來(lái)的 DNase 降解的風(fēng)險(xiǎn)铅匹;如果操作過(guò)程控制得當(dāng)押赊,DNase 的殘留幾乎是可以忽略的,完全可以直接使用 Tris 或者水 (pH 接近 7) 溶解DNA包斑。
實(shí)驗(yàn)室常用保存方法: -20℃保存的 DNA流礁, -70℃保存的RNA。