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DNA的瓊脂糖凝膠電泳實驗原理和操作步驟簡述

一、試驗意圖 
瓊脂糖凝膠電泳是常用的檢查核酸的辦法,學(xué)習(xí)DNA瓊脂糖凝膠電泳的運用技能,掌握有關(guān)的技能和識讀電泳圖譜的辦法。 二、試驗原理 
瓊脂糖凝膠電泳是常用的用于別離、鑒定DNA、RNA分子混合物的辦法,這種電泳辦法以瓊脂凝膠作為支持物,運用DNA分子在泳動時的電荷效應(yīng)和分子篩效應(yīng),到達別離混合物的意圖。DNA分子在高于其等電點的溶液中帶負電,在電場中向陽極移動。在一定的電場強度下,DNA分子的搬遷速度取決于分子篩效應(yīng),即分子自身的巨細和構(gòu)型是首要的影響要素。DNA分子的搬遷速度與其相對分子量成反比。不一樣構(gòu)型的DNA分子的搬遷速度不一樣。如環(huán)形DNA分子樣品,其中有三種構(gòu)型的分子:共價閉合環(huán)狀的超螺旋分子(cccDNA)、開環(huán)分子(ocDNA)、和線形DNA分子(IDNA)。這三種不一樣構(gòu)型分子進行電泳時的搬遷速度巨細次序為:cccDNA>IDNA>ocDNA 
核酸分子是兩性解離分子,pH3.5是堿基上的氨基解離,而三個磷酸基團中只要一個磷酸解離,所以分子帶正電,在電場中向負極泳動;而 pH8.0-8.3時,堿基幾乎不解離,而磷酸基團解離,所以核酸分子帶負電,在電場中向正極泳動。不一樣的核酸分子的電荷密度大致一樣,因而對泳動速度影響不大。在中性或堿性時,單鏈DNA與等長的雙鏈DNA的泳動率大致一樣。 
影響核酸分子泳動率的要素首要是: 1、樣品的物理性狀 
即分子的巨細、電荷數(shù)、顆粒形狀和空間構(gòu)型。通常而言,電荷密度愈大,泳動率越大。可是不一樣核酸分子的電荷密度大致一樣,所以對泳動率的影響不明顯。 
對線形分子來說,分子量的常用對數(shù)與泳動率成反比,用此規(guī)范樣品電泳并測定其泳動率,然后進行DNA分子長度(bp)的負對數(shù)——泳動間隔作規(guī)范曲線圖,能夠用于測定不知道分子的長度巨細。 
DNA分子的空間構(gòu)型對泳動率的影響很大,比方質(zhì)粒分子,泳動率的巨細次序為:cDNA>IDNA>ocDNA可是因為瓊脂糖濃度、電場強度、離子強度和溴化乙錠等的影響,會呈現(xiàn)相反的狀況。 2、支持物介質(zhì) 
核酸電泳通常運用瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺凝膠兩種介質(zhì),瓊脂糖是一種聚合鏈線性分子。含有不一樣濃度的瓊脂糖的凝膠構(gòu)成的分子篩的網(wǎng)孔巨細不一樣,是于別離不一樣濃度規(guī)模的核酸分子。聚丙烯酰胺凝膠由丙烯酰胺(Acr)在N,N,N′-四甲基乙四胺(TEMED)和過硫酸銨(AP)的催化下聚合形生長鏈,并經(jīng)過交聯(lián)劑N,N′-亞甲雙丙烯酰胺(Bis)穿插銜接而成,其網(wǎng)孔的巨細由Acr與Bis的相對份額決議。 
瓊脂糖凝膠合適別離長度100**60的分子,而聚丙烯酰胺凝膠關(guān)于小片段(5bp-500bp)的別離作用**佳。挑選不一樣濃度的凝膠,能夠別離不一樣巨細規(guī)模的DNA分子。 3、電場強度 
電場強度愈大,帶點顆粒的泳動越快。但凝膠的有用別離規(guī)模跟著電壓增大而減小,所以電泳時通常選用低電壓,不超越4V/cm。而關(guān)于大片段電泳,乃**用0.5-1.0V/cm電泳過夜。進行高壓電泳時,只能運用聚丙烯酰胺凝膠。 4、緩沖液離子強度 
核酸電泳常選用TAE、 TBE、TPE三種緩沖體系,但它們各有利弊。TAE價格低廉,但緩沖才能低,必須進行南北極緩沖液的循環(huán)。TPE在進行DNA收回時,會使DNA污染磷酸鹽,影響后續(xù)反響。所以多選用TBE緩沖液。 
在緩沖液中參加EDTA,能夠鰲合二價離子,按捺DNase,維護DNA。 緩沖液pH常偏堿性或中性,此刻核酸分子帶負電,向正極移動。 
核酸電泳中常用的染色劑是溴化乙錠(ethidium bromide EB)。溴化乙錠是一種扁平分子,能夠嵌入核酸雙鏈的配對堿基之間。在紫外線照耀BE-DNA復(fù)合物時,呈現(xiàn)不一樣的效應(yīng)。254nm的紫外線照耀時,靈敏度**高,但對DNA損害嚴峻;360nm紫外線照耀時,盡管靈敏度較低,但對DNA損害小,所以合適對DNA樣品的調(diào)查和收回等操作。300nm紫外線照耀的靈敏度較高,且對DNA損害不是很大,所以也對比適用。 #p#分頁標題#e#
運用溴化乙錠對DNA 樣品進行染色,能夠在凝膠中參加終濃度為0.5μg/ml的EB。EB摻入DNA分子中,能夠在電泳過程中隨時調(diào)查核酸的搬遷狀況,可是假如要測定核酸分子巨細時,不宜運用以上辦法,而是應(yīng)該在電泳完畢后,把凝膠浸泡在含0.5μg/mlEB的溶液中10~30min進行染色。BE見光分解,應(yīng)在避光條件下4℃保留。 三、資料、試劑及用具 1、資料 
ΛDNA/HindⅢ Marker(分子量規(guī)范);試驗37的質(zhì)粒提取物;試驗39的酶切產(chǎn)品;試驗40的銜接產(chǎn)品。 2、試劑 
加樣緩沖液(6x):0.25% 溴酚蘭,40%蔗糖;瓊脂糖;溴化乙錠(EB);酶液(10mg/ml)。 3、用具(1)電泳體系:電泳儀、水平電泳槽、制膠板等。 (2)紫外透射儀。 四、操作過程 
1、按所別離的DNA分子的巨細規(guī)模,稱取適當?shù)沫傊欠勰诺揭诲F形瓶中,參加適當?shù)?.5×TBE電泳緩沖液。然后置微波爐加熱**徹底溶化,溶液通明。稍搖勻,得膠液。冷卻**60℃擺布,在膠液內(nèi)參加適當?shù)匿寤义V**濃度為0.5μg/ml。 
2、取有機玻璃制膠板槽,有通明膠帶沿膠槽附近封嚴,并滴加少量的膠液封好膠帶與膠槽之間的縫隙。 
3、水平放置膠槽,在一端插好梳子,在槽內(nèi)緩慢倒入已冷**60℃擺布的膠液,使之構(gòu)成均勻水平的膠面。 
4、.待膠凝結(jié)后,當心拔起梳子,撕下通明膠帶,使加樣孔端置陰極段放進電泳槽內(nèi)。 5、在槽內(nèi)參加0.5×TBE 電泳緩沖液,**液面掩蓋過膠面 
6、把待檢查的樣品,按以下量在潔凈載玻片上當心混勻,用移液槍加**凝膠的加樣孔中。 1μl加樣緩沖液(6×)+5μl待測DNA樣品 
〔+0.5μlEB 液(10mg/ml)(注:若膠內(nèi)未加EB,可選用此法)。〕 
7、接通電泳儀電泳槽,并接通電源,調(diào)理穩(wěn)壓輸出,電壓**高不超越5V/cm,開端電泳。點樣端放陰極端。依據(jù)經(jīng)歷調(diào)理電壓使分帶明晰。 
8、調(diào)查溴酚蘭的帶(藍色)的移動。當其移動**距膠板前沿約1cm處,可中止電泳。 9、染色:把膠槽取出,當心滑出膠塊,水平放置于一張保鮮膜或別的支持物上,放進EB溶液中進行染色,徹底浸泡約30min。 
10、在紫外透視儀的樣品臺上從頭鋪上一張保鮮膜,趕去氣泡平鋪,然后把已染色的凝膠放在上面。關(guān)上樣品室外門,翻開紫外燈(360nm或254nm),經(jīng)過調(diào)查孔進行調(diào)查。 五、注意事項 
1、電泳中運用的溴化乙錠(EB)為中度毒性、強致癌性物質(zhì),必須當心,勿感染于衣物、肌膚、雙眼、口鼻等。一切操作均只能在專門的電泳區(qū)域操作,戴一次性手套,并及時更換。 2、預(yù)先參加EB時可能使 DNA的泳動速度降低15%擺布,并且對不一樣構(gòu)型的DNA的影響程度不一樣。所認為獲得較真實的電泳結(jié)果能夠在電泳完畢后再用0.5μg/ml的EB溶液浸泡染色。若膠內(nèi)或樣品內(nèi)已加EB,染色過程可省掉;若凝膠放置一段時間后才調(diào)查,即便原來膠內(nèi)或樣品已加EB,也主張?zhí)砑哟瞬健?nbsp;
3、加樣進膠時不要構(gòu)成氣泡,需在凝膠液未凝結(jié)之前及時鏟除,不然,需從頭制膠。4、以0.5×TBE作為電泳緩沖液時,溴酚蘭在0.5%~1.4%的瓊脂糖凝膠中的泳動速度大概相當于300bp的線性DNA的泳動速度,而二甲苯青 FF的泳動速度相當于4Kb的雙鏈線形DNA的泳動速度。