引物延伸常见问题
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引物延伸实验用于定量mRNA的量,测定低丰度的mRNA的种类。另外引物延伸实验可标定转录产物的5`-端, 确定转录的精确起始。特异的末端标记的引物退火到RNA链的互补区域, 随后用RNA作为模板,用反转录酶延伸引物得到cDNA,用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析cDNA。
cDNA的长度为引物的标记的核苷酸到RNA-5`末端间的碱基数,所得cDNA的量和目的RNA的起始量成正比。理想的引物是ssDNA,长度为20-40个核苷酸,与要分析的转录产物的5`末端区域互补。延伸产物小于150个核苷酸,可得到最佳分离效果。
引物延伸实验非常灵敏,可检测2pg的转录产物,这相当于1个细胞中的1个RNA。引物延伸实验非常适合于对单个基因作定量和定性分析。
引物延伸系统中AMV反转录酶和反应溶液、焦磷酸钠、正对照RNA模版和对照引物、去磷酸的PhiX174Hinf I DNA 标准分子参照物、T4多核苷酸激酶和溶液、样品溶液、AMV 反转录酶 2X溶液 100mMTris-HCl(pH8.3,42℃)、100 mM KCl、 20 mM MgCl2、20 mM DTT、2 mM 每一种dNTP、1 mM 精胺。
PhiX174标准分子参照物和T4 多核苷酸激酶用作引物标记,和确定延伸产物长度的标准。对照RNA可得到87个碱基的延伸产物作为正对照。参照技术手册TB113查阅引物延伸系统和AMV反转录酶的其它信息。
引物延伸实验中所用的杂交温度是最关键的需优化的因素。一般而言,最高紧密度,或引物和互补序列完全杂交所需的最适条件是,低于引物溶解温度的5℃。低于最高紧密度的温度可极大地增加杂交速度。应在不同的紧密度的杂交温度下作杂交,以控制引物和特异RNA的杂交。
增加杂交紧密度时,带来的延伸产物的丢失表明,引物和相关的却不是等同的转录产物杂交。
在碱和双价阴离子的存在下,RNA在较高温度会降解,应用甲酰胺杂交操作方案,这可有效降低溶解温度,因此可使杂交在较低的温度进行。可在杂交步骤中用以下的溶液:40 mM PIPES、1 mM EDTA、0.4 mM NaCl、80%的甲酰胺。如用这个杂交溶液,延伸步骤前甲酰胺和盐需用乙醇沉淀后除去。
每次反应所用RNA和引物的量取决于分析的RNA的种类(总RNA或poly(A)+RNA),目的RNA的相对丰度。如用总RNA,起始量为10ug,但分析稀有信号,每次反应用100 ug RNA。poly(A)+RNA每次反应用0.1-1.0 ug,具体决定于总RNA中poly(A)+RNA的富含量,需分析的特异RNA的浓度。
在引物延伸分析前需检查目的RNA的完整。通过凝胶分析总RNA,应有完整的18S和28S核糖体RNA带。在引物延伸反应中用Northern印迹和RT-PCR分析来确定特定RNA的存在。
用引物延伸实验定量RNA,标记的引物必须多于目的RNA。引物应是互补RNA的5-10倍。但一般,总RNA或poly(A)+RNA中,特定目的RNA量未知。对未分析的转录物,初次分析用50 ug总RNA和100 fmol引物。如所有RNA中与引物互补的位点饱和,测试信号和投入的RNA的量成正比,而不依赖于引物的浓度。
引物应至少为20个核苷酸,杂交位点应位于转录产物5`-末端下游的100个碱基处,而不会自互补。也可用从限制性酶切片段所得的ssDNA作为探针,长度应不长于50-100个核苷酸,以获得最佳分辨率。
所研究的转录的差异程度可导致产生不同长度的延伸产物,它们来源于选择式剪切和使用不同的转录起始位点。差异核RNA的存在也能导致产生多个延伸产物。引物和RNA中相关或无关序列的交叉杂交也会导致非特异延伸产物的产生。
产物短于预测可能和RNA模板的降解有关,或者是转录产物中次级结构阻制了反转录酶的合成,产生断缺的cDNA。RNA样品中存在DNA污染同样可得延伸产物,加放线菌素D(75 ug/ml)可抑制这类产物的产生。
应作无RNA模板的负对照实验,以确定所用试剂中无RNA和DNA污染。同时还应用从不表达目的转录产物的细胞或组织中提取的RNA模板作负对照实验。
为确定引物延伸产物的精确长度,应同同位素标记的DNA分子标准参照物对照。DNA分子标准参照物末端作了标记,上变性凝胶前先作变性,引物延伸产物也作变性。长度在20-500核苷酸范围的分子标准参照物在确定引物延伸产物的长度方面很有用。
去磷酸的PhiX174Hinf I DNA 标准分子参照物非常方便,已去磷酸,可作5`末端标记,分子标准参照物的长度为24-726核苷酸。