一、实验原理
聚合酶链式反应(PCR)是模拟体内DNA复制条件在体外酶促合成特异DNA片段的循环反应,可使目的DNA片段得以迅速扩增。其主要步骤是:将待扩增的模板DNA置于高温(约93℃~95℃)下使之变性解链;人工合成的两个寡核苷酸引物在低温(约50℃~70℃)下分别与目的DNA片段两侧的互补序列复性结合;引物在DNA聚合酶作用(约70℃~75℃)下沿模板按5’→3’方向延伸,合成目的DNA片段的新互补链。如此经过n个周期,理论上扩增2n倍,一般PCR经30~40周期后可获得百万倍以上的目的DNA。
聚合酶链式反应—限制性片段长度多态(PCR— RFLP)分析技术是在PCR技术基础上发展起来的。DNA碱基置换正好发生在某种限制性内切酶识别位点上,使酶切位点增加或者消失,利用这一酶切性质的改变,PCR特异扩增包含碱基置换的这段DNA,经某一限制酶切割,再利用琼脂糖凝胶电泳分离酶切产物,与正常比较来确定是否变异。应用PCR— RFLP,可检测某一致病基因已知的点突变,进行直接基因诊断,也可以此为遗传标记进行连锁分析进行间接基因诊断。
本实验以家族性甲型血友病患者及其相关成员外周血DNA为模板,PCR扩增凝血因子FⅧ基因的583bp特异片段产物,其中包含MspⅠRFLP多态位点,经MspⅠ酶切后,琼脂糖凝胶电泳检测等位片段的长度(583 bp或360 bp+223 bp),以此为遗传标记进行连锁分析,判断胎儿是否得到了带有缺陷FⅧ基因的染色体,从而做出间接基因诊断。
二、材料及试剂
1. DNA(50ng/μl)、引物Ⅰ和Ⅱ(20 μΜ)、TaqDNA聚合酶(5 U/μl)10×PCR反应缓冲液、 dNTP(2.5 mM)、灭菌蒸馏水、液体石蜡、限制性内切酶MspⅠ(20 U/μl)、10×酶切缓冲液。
2. 2%的琼脂糖凝胶、5×TAE、 6×上样缓冲液、DNA Marker、溴化乙啶贮存液(10 mg/ml)(EB)。
3. PCR自动热循环仪、紫外透射仪、微量加样器(20 μl、20 0μl)、枪头(20 μl、20 0μl)及离心管(1 ml、0.5 ml)、容器盒、恒温水浴箱、琼脂糖凝胶电泳装置、烧杯、保鲜膜、封口膜、浮漂、微波炉、250 ml 三角烧瓶、透明胶带、托盘天平、台式高速离心机。
三、实验步骤
1. PCR反应
PCR反应体系20μl,其成分如下:
按以上次序,将各物质加入到一只无菌的0.5ml离心管中。轻轻混匀后,离心5秒钟,加入一滴液体石蜡盖于反应混合液的表面,然后放入PCR仪中进行循环反应。
PCR 反应循环温度:
94℃预变性3分钟,然后进行以下循环30次
最后经72℃再充分延伸7分钟。
反应结束后置4℃冰箱保存。
2. PCR产物的MspⅠ酶切
反应体系20μl其成分如下:
置37℃水浴消化1小时,4℃保存。
3. 琼脂糖凝胶电泳检测
(1)胶板的准备
取有机玻璃内槽,洗净晾干。取透明胶带将有机玻璃内槽的两端边缘封好(注意,将透明胶带紧贴于有机玻璃内槽的两端边上,不要留空隙)。将有机玻璃内槽置于一水平位置,在距离底板0.5~1.0 ml 的位置放入梳子。
(2)2%的琼脂糖凝胶的制备
称取1克琼脂糖,置于锥形瓶内,加入50 ml 1×TAE,瓶口用保鲜膜封盖,在微波炉中加热直至琼脂糖全部溶解,得到2%琼脂糖凝胶液,待其冷却至65℃左右,加入2.5 μl 溴化乙啶贮存液(10 mg/ml),使溴化乙啶终浓度为0.5 μg/ml。小心混匀并倒在有机玻璃内槽中,控制灌胶速度,使胶液缓慢展开,避免产生气泡,直到在整个有机玻璃板表面形成均匀的胶层。室温下静置1小时左右,待胶凝固完全后,轻轻拔出梳子,在胶板上即形成相互隔开的样品槽。
(3)将凝胶放入电泳槽中,加入恰好没过胶面1 mm 深的足够电泳缓冲液,预电泳10 min。
(4)每份限制酶切产物取10 μl,加2 μl 6×上样缓冲液,混匀后加入到样品孔中,以100 V 电泳50分钟。
(5)断电后取出凝胶,放在紫外透射仪中观察并记录PCR—RFLP结果。
四、实验结果与分析
根据甲型血友病患者及其相关成员的亲属关系绘制遗传系谱图,观察并记录琼脂糖凝胶电泳分离的DNA片段长度,绘制出家系各成员FⅧ基因MspⅠ RFLP等位片段与系谱相关图,进行连锁分析,判断胎儿是否是甲型血友病患儿