核酸提取是指将核酸(dna和rna)从细胞中提取出来的过程,总的来说包括细胞裂解、核酸纯化及后续核酸浓度、纯度测定的步骤。根据原始样品的种类和核酸产物后续的各种应用目的,细胞裂解和核酸纯化步骤有不同的处理方法和要求。
一、实验室中的dna提取:
案例一:小鼠基因型判定实验的模板dna提取
初始样品为小鼠尾切段。基因型判定实验对dna模板的浓度、纯度要求不高,消化提取过程相对简单。
实验步骤:
1.将1cm尾巴切段置于1.5ml微量离心管中,加入适量裂解液(lysis buffer)和蛋白酶(proteinase k)于55~65℃水浴过夜消化。
2.充分消化后的尾巴样品加入沉淀液(precipitation buffer)后用旋涡混匀器来使杂质蛋白充分沉淀,杂质沉淀后通过离心操作(如4℃,4000xg,5min),取出溶有目标dna的上清液,丢弃杂质沉淀。
3.上清液中加入100%异丙醇,小心颠倒离心管30~40次,便可以将产物dna沉降。离心操作(4℃,10000xg或12000rpm,10min)去除上清。
4.用75%乙醇洗涤两次dna产物,待乙醇充分挥发后,用水或te缓冲液(tris-edta buffer)收获dna模板产物。
进行后续的pcr扩增实验前,可以使用nanodrop仪器来进行dna浓度和纯度的测定来提高pcr反应的成功率。在pcr扩增实验不顺利的情况下,也可以进一步对dna产品的完整度进行检测,具体方法可以参考核酸检测和核酸扩增的有关内容。
案例二:用于重组的质粒dna提取
用于重组的质粒对dna产物的浓度、纯度和完整度都要求较高,否则无法成功完成质粒酶切和酶连的步骤。
实验步骤:
1.从含有过夜培养大肠杆菌的试管中取出适量菌液置于微量离心管中,低速离心(4000xg, 5min)处理后收获大肠杆菌,除去培养液。
2.使用质粒提取试剂盒(plasmid dna extraction kit)提取大肠杆菌质粒。原理菌体裂解后,加入中和液(neutralization buffer)过微型柱,使dna特异结合于柱上,而其他杂质会过柱洗脱。最后用洗脱液(elute buffer)洗下dna即可得到质粒dna产物。
3.经试剂盒提取后的质粒dna有时需要经电泳切胶回收的操作将目标质粒dna与其他dna分离。切下的胶消化后经dna纯化试剂盒纯化即可得到纯度较高的目标质粒dna。具体的内容可以参考核酸检测的有关内容。
二、实验室中的rna提取
[ rna extraction: principle, procedure, protocol and importance – genetic education]:
rna提取过程与dna类似,也是通过裂解细胞后通过有机溶剂(苯酚、氯仿、异戊醇)沉降杂质的方法来分离rna。但rna的稳定性比dna低很多,因此对rna提取对温度和污染清除的要求更高。实研操作一般从以下几个角度来提升成功率:降低rna水解酶活性、提升rna稳定性、使rna与dna和蛋白分离、仅沉降rna、有效去除dna。
案例一:总rna提取
实验步骤与dna提取类似,但有机溶剂的使用会有所不同。在首次离心后,混合物会分为三层,rna溶于上层无色水相,而dna和蛋白会处于中间层,组织残渣等杂质处于底层酚-氯仿相中2。
实验步骤:
1.向提取样品中加入裂解液(如trizol),裂解细胞与组织,室温静置5-8分钟。
2.加入氯仿,充分混匀后离心(4℃,12000rpm,10min),取出上清液。
3.向上清液中加入异丙醇沉降rna,并离心(4℃,12000rpm,10min)弃去上清。
4.用75%乙醇洗涤产物两次,待乙醇挥发后加入rnase-free水溶解产物。
实验中用到的耐思耗材和仪器:
枪头、微量离心管、(15、50ml)离心管、迷你旋涡分离器(105003)。