【實驗原理】
1.DNA重組技術
重組DNA(Recombinant DNA)技術是遺傳工程的核心技術,也是人類在基因和DNA分子水平進行操作的技術。它包括以下幾個步驟:
1)重組DNA分子的構建:即將目的基因(DNA或cDNA片段)與載體DNA重組,應用TA克隆方法,將PCR擴增產物快速克隆至質粒載體中。該方法利用了PCR過程中使用的熱穩定聚合酶(Taq酶)在所復制的雙鏈分子末端加上單一脫氧腺苷酸(A),從而產生一A-粘性末端的性質,設計一種線性載體,使之含有一T-粘性末端,可直接插入PCR產物,在DNA連接酶作用下,目的DNA和載體DNA連接形成重組DNA分子。
2)將重組DNA分子轉化宿主細胞。
3)克隆選擇增殖:將轉化后的液體涂布于瓊脂培養基表面,培養基中含有宿主菌敏感的抗生素,重組DNA(TA克隆載體分子)含有相應抗生素的抗性基因,轉化的細菌能在培養基上生長形成集落。挑取菌落,置液體培養基中培養,得到大量含重組DNA的細菌。
4)收獲擴增后的培養細胞,提取重組DNA分子(質粒),并純化,獲得某一基因或DNA片段的大量拷貝。
2.質粒DNA的小量制備
常見的質粒DNA提取方法有簡易一步提取法、堿裂解法和煮沸法。本實驗采用的是堿裂解法,堿裂解法的原理:在PH
12.0~12.6堿性環境中,線性的大分子量細菌染色體DNA變性,而共價閉環質粒(CC)DNA仍為自然狀態。將pH調至中性并有高鹽濃度存在的條件下,染色體DNA之間交聯形成不溶性網狀結構。大部分染色體DNA和蛋白質在去污劑SDS的作用下形成沉淀,而質粒DNA仍為可溶狀態。通過離心,將可去除大部分細胞碎片、染色體DNA、RNA及蛋白質,質粒DNA尚在上清中,再用乙醇沉淀回收質粒DNA。
3.質粒DNA的限制性內切核酸酶(限制酶)切分析
限制酶存在于原核生物體內,根據其結構和功能特性分為:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型切點不固定,Ⅲ型其切割位點在識別位點之外,只有Ⅱ型其特異性切點位置可以控制和預測,可以產生固定的DNA片段,基因工程中所用的限制酶均為Ⅱ型限制酶。這類酶的特點是具有能夠識別雙鏈DNA分子上的特異性核苷酸序列的能力,能在這個特異性核苷酸序列內切斷DNA雙鏈,形成一定長度和順序的DNA片段。選擇合適的限制酶對重組的環狀質粒進行酶切,將酶切產物進行瓊脂糖凝膠電泳檢測,用已知相對分子量的線狀DNA(DNA分子量標志)及未經酶切的重組環狀質粒為對照,可以對重組環狀質粒中的目的DNA分子進行初步鑒定。
【實驗用品】
1.PCR擴增儀;恒溫振蕩培養箱;超凈工作臺;細菌恒溫培養箱;臺式高速離心機;電熱恒溫水浴箱;冰箱;電泳儀; 電泳槽,樣品槽模板(梳子);紫外燈;保鮮膜;一次性塑料手套;凝膠自動成像儀。
2.三角燒瓶(500ml, 250ml,100ml),培養皿,玻璃試管,試管塞,玻璃棒,酒精燈,鑷子,脫脂棉,紗布,乙醇,容器盒。
3.微量加樣器(1000μl,200μl,20μl);Tip頭(1000μl,200μl,20μl)。Tip頭盒(1000μl,200μl,20μl);Eppendorff管(2ml,1.5ml,0.5ml),Eppendorff管架。Parafilm,透明膠帶。
4.DNA重組相關試劑:
1)Taq DNA聚合酶,緩沖液,dNTP,特異性引物,靶DNA;凝膠回收試劑盒;TA克隆載體:pMD18-T;感受態細菌;氨芐青霉素(100mg/ml)。
2) LB培養基:胰蛋白胨10g,酵母提取物5g,氯化鈉 10g,10N NaOH調pH至7.0定容至1L。15磅高壓消毒,4℃保存。
3)LB瓊脂培養基:15g瓊脂粉溶于1000ml LB培養基,15磅高壓消毒備用。
5.質粒提取試劑:
溶液Ⅰ(10×):0.5M葡萄糖;0.25M Tris-Cl (pH8.0);0.1M EDTA,10磅高壓消毒,4℃保存備用.
溶液Ⅱ:0.2N NaOH;1%SDS 室溫貯存,即用即配。
溶液Ⅲ:3M NaOAc(pH4.8) 10磅高壓消毒,室溫貯存。
RNA酶 A: 10mg/ml
TE緩沖液:10mM Tris-Cl (pH7.6),1mM EDTA(pH8.0)
6.質粒DNA的限制性內切酶酶切及瓊脂糖凝膠電泳相關試劑:
限制性內切酶Hind Ⅲ、XbalⅠ及酶反應所需緩沖液;瓊脂糖;溴化乙啶貯存液(10mg/ml);6×載樣緩沖液。
Tris-乙酸(TAE)貯存液:
50×:242克Tris堿,57.1ml冰乙酸,100ml 0.5mol/L EDTA(pH8.0)
加水至1L