DNA的限制性酶切与琼脂糖电泳

互联网2013-08-27

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限制性内切酶可特异性的识别DNA序列上特定的核苷酸序列位点，一般购买限制性内切酶说明书上都会有一定的反应体系，酶切体系在一定温度放置一定时间后，需要进行DNA琼脂糖电泳验证或者回收酶切效果。

实验原理

1、DNA的限制性酶切

限制性内切酶特异性地结合于一段被称为限制酶识别序列的特殊DNA序列之内或其附近的特异位点上，并在此处切割双链DNA。它可分为3类。I类和III类限制酶在同一蛋白质分子中兼有修饰(甲基化)作用和依赖ATP的限制(切割)活性(双功能酶)，II类修饰-限制系统是由两种酶分子组成的双元系统：一种为限制酶，它切割某一特异的核苷酸序列，另一种为独立的甲基化酶，它修饰同一识别序列。分子生物学中常用的就是II类。

绝大多数的II类限制酶识别长度为4~8个核苷酸且呈二重对称的特异序列。EcoRI的识别序列是G↓AATTC，BmHI的识别序列是G↓GATCC，HindIII的识别序列是A↓AGCTT。

限制性内切酶是一类非常昂贵的试剂，使用过程中要仔细利用并有严格的计划。每种限制性内切酶都有特定的反应条件，如特别的pH范围，缓冲液组分，温育温度等，具体的使用也可参考有关的工具书或文献或产品说明。一般温度37℃，pH7.5~8.0对大多数酶来讲是适合的，但缓冲液的组分则变化很大，典型的组分应有Tris、NaCl、MgCl2，和巯基试剂(如巯基乙醇或二硫苏糖醇)。

典型的反应体系中包括lμg或更少的DNA和1单位酶以及合适的反应介质。反应总体积通常控制在20和50ul之间，反应时间在1小时，而反应的终止则由EDTA 溶液的加入完成，因为它能鳌合核酸酶活性所必需的金属离子。

2、DNA的琼脂糖电泳

DNA的电泳有琼脂糖电泳和聚丙烯酰胺电泳，它们是分离、鉴定和纯化DNA片段的标准方法。

DNA的电泳原理与蛋白质的电泳原理基本相同。DNA分子在电场中通过凝胶介质中而泳动，除电荷效应外，凝胶介质还有分子筛效应，与分子大小及构象有关。由于DNA分子或DNA片段的分子量差别，电泳后呈现迁移位置的差异。琼脂糖凝胶电泳所需样品量仅0.5~1ug。琼脂糖凝胶对DNA的分离范围较广，用各种浓度的琼脂糖凝胶可以分离长度为200bp至50kb的DNA。而分离小片段DNA(5~500bp)则需采用聚丙烯酰胺凝胶电泳，其分辨力极高，能分离相差1bp的片段。

电泳过程中或电泳完毕直接利用低浓度的荧光染料EB(溴化乙啶)进行染色，EB是一种扁平分子，可以嵌入核酸双链的配对碱基之间，在紫外线激发下，发出红色荧光。即可确定DNA条带在凝胶中的位置，而且灵敏度相当高，少至1~10ng的DNA条带即可直接在紫外灯下检出。

不同浓度琼脂糖凝胶分离的范围

试剂：

(1)1 X TAE电泳缓冲液：45mmol/Ltris-硼酸，1mmol/LEDTA，pH8.0

(2)凝胶加样缓冲液：0.25%溴酚蓝，40%蔗糖水溶液。

(3)λ-DNA和提取的DNA

λ-DNA是λ噬菌体的基因组DNA，全长50kb。用HindIII或(和)BamHI酶切得到的片段被广泛用于DNA电泳的分子量标准。

(4)分子量标准(λ-DNA/HinD III)

(5)限制性内切酶。

操作方法

1、 DNA的限制性酶切

(1) 取1只1.5mL离心管，按下列顺序加入：

DNA：

5uL

10 X buffer:

2uL

蒸馏水：

12uL

限制酶：

1uL

(2)轻轻摇匀，置于37℃保温1小时。

(3)加入4uL加样缓冲液，摇匀。

(4)取10uL进行电泳

2、 DNA的琼脂糖凝胶电泳

(1)将电泳槽彻底洗净。

(2)将电泳槽置于平整的台面上并调节水平。

(3)用2%琼脂糖封固胶模边缘，任其凝固。

(4)配制1X TAE电泳缓冲液。

(5)用1X TAE 电泳缓冲液配制0.8%的琼脂糖，微波炉加热使之溶解。

(6)待琼脂糖溶液冷至60℃时，缓缓倒入胶模，厚约0.5mm。

(7)立即插入梳子，静待琼脂糖凝固。

(8)去掉封固的有机玻璃封条，将胶模放进电泳槽。

(9)向电泳槽倒入1X 电泳缓冲液，没过凝胶5mm。

(10)小心地拔掉梳子。

(11)用20uL的枪吸取DNA溶液，缓缓注入点样孔。

(12)按marker、限制酶酶切的DNA、提取的DNA依次点样

(13)接通电源，电泳。

(14)电泳完毕，取出胶模，将胶置入EB染色液中染色0.5小时。

(15)用搓板取出胶，置于紫外灯下观察。

本文总结了DNA的限制性酶切和DNA的琼脂糖电泳的实验原理、实验所需试剂的配制、以及酶切体系的建立及操作、DNA琼脂糖凝胶电泳的操作方法。