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鹼裂解法

鎖定
抽提質粒DNA常用鹼裂解法,它是一種應用最為廣泛的製備質粒DNA的方法,其基本原理為:在鹼性條件(pH12.5)下,線性染色體DNA的雙螺旋結構解開而變性,質粒DNA的氫鍵雖然斷裂,但兩條互補鏈彼此纏繞,緊密結合在一起。當加入乙酸鉀恢復至中性時,染色體DNA分子難以復性,而質粒DNA分子很快復性,離心時,染色體DNA與細胞碎片一起被沉澱出來,而質粒DNA則留在上清液中,用異丙醇或乙醇沉澱後洗滌、可得到較純的質粒DNA。鹼裂解法通常有大量提取法和小量提取法,其提取原理是一樣的,只需體積按一定比例擴大。 [1] 
純化質粒DNA時通常還利用了質粒DNA相對較小及共價閉環兩個性質。開始進行克隆時,對於小量製備的質粒DNA,經過苯酚、氯仿抽提,RNA酶消化和乙醇沉澱等簡單步驟去除殘餘蛋白質和RNA,所得純化的質粒DNA已可滿足細菌轉化、DNA片段的分離和酶切、常規亞克隆及探針標記等要求,故在分子生物學實驗室中常用。要使用特殊純化的質粒時,可採用氯化銫方法抽提,但該方法比較複雜,對技術要求高,花費時間長,也比較昂貴。 [1] 
中文名
鹼裂解法
所屬學科
生物學
關聯詞條
質粒抽提

鹼裂解法注意事項

(1)嚴格控制鹼變性的時間,不超過5min。因為,如果質粒處於強鹼性環境中的時間過長,可發生不可逆變性,導致限制性內切酶切割困難。
(2)在加入溶液Ⅲ後,要充分混勻並置冰上。如未見大量白色沉澱,説明實驗失敗,應立即重做。
(3)棄上清時,必須控幹即除儘管內的液體,在做最後一步時,應儘量將乙醇揮發乾淨,因為如殘留較多乙醇,以後在做酶切鑑定時,乙醇會使限制性內切酶失活。但此步的時間不宜過長,一般在10~15min,可用濾紙條小心吸淨離心管壁上的乙醇液滴以節省時間。 [1] 

鹼裂解法常見問題

1.未提到質粒或質粒得率較低
(1)大腸桿菌老化
塗布平板培養後,重新挑選新菌落進行液體培養。
(2)質粒拷貝數低
由於使用低拷貝數載體引起的質粒DNA提取量低,可更換具有相同功能的高拷貝數載體。
(3)菌體中無質粒
有些質粒本身不能在某些菌種中穩定存在,經多次轉接後有可能造成質粒丟失,因此,不要頻繁轉接,每次接種時應接種單菌落。另外,檢查篩選用抗生素使用濃度是否正確。
(4)鹼裂解不充分
使用過多的菌體培養液,會導致菌體裂解不充分,可減少菌體用量或增加溶液P1、P2和P3的用量。對低拷貝數質粒,提取時,可加倍使用溶液P1、P2和P3,可能有助於增加質粒提取量和質粒質量。
(5)溶液使用不當
溶液P2、P3在温度較低時可能出現渾濁,應置於37℃保温片刻直至溶解為清亮的溶液才能使用。
(6)吸附柱過載
不同產品中吸附柱的吸附能力不同,如果需要提取的質粒量很大,請分多次提取。若用富集培養基,例如TB或2×YT,菌液體積必須減少;若質粒或宿主菌是非常高的拷貝數或生長率,則需調整LB培養液的體積。
(7)質粒未全部溶解
尤其是質粒較大時,洗脱溶解質粒時,可適當加温或延長溶解時間。
(8)乙醇殘留
漂洗液洗滌後應離心,儘量去除殘留液體,樹脂型試劑盒漂洗後應晾乾樹脂,再加入洗脱緩衝液。
(9)洗脱液加入位置不正確
洗脱液應加在硅膠膜的中心部位,以確保洗脱液會完全覆蓋硅膠膜的表面,達到最大洗脱效率。
(10)洗脱液不合適
DNA只在低鹽溶液中才能被洗脱,如洗脱緩衝液EB(10mmol/L Tris·Cl,pH8.5)或水。洗脱效率取決於pH。最大洗脱效率在pH7.0~8.5間。當用水洗脱時,確保其pH在此範圍內,如果pH過低可能導致洗脱量低。洗脱時將滅菌蒸餾水或洗脱緩衝液加熱至60℃後使用,有利於提高洗脱效率。
(11)洗脱體積太小
洗脱體積對回收率有一定的影響。隨着洗脱體積的增大,回收率增高,但產品濃度降低。為了得到較高的回收率,可以增大洗脱體積。
(12)洗脱時間過短
洗脱時間對回收率也會有一定的影響。洗脱時放置1min可達到較好的效果。
2.質粒純度不高
(1)混有蛋白質
不要使用過多菌體。溶液P1、P2、P3處理並離心後,溶液應為澄清的,如果還混有微小蛋白質懸浮物,可再次離心去除後再進行下一步驟。
(2)混有RNA
RNaseA處理不徹底,請減少菌體用量或加入溶液P3之後室温放置一段時間。如果溶液P1已保存6個月以上,請在溶液P1中添加RNaseA。
(3)混有基因組DNA
加入溶液P2和P3後應温和混勻,如果劇烈振盪,可能把基因組DNA剪切成碎片從而混雜在質粒中。如果加入溶液P2後過於黏稠,無法温和混勻,請減少菌體用量。細菌培養時間過長會導致細胞和DNA的降解,不要超過16h。
(4)P3溶液加入時間過長
P3溶液加入後,放置時間不要太長,否則有可能會產生小片段DNA污染。
(5)含大量核酸酶的宿主菌
宿主菌含大量核酸酶,在質粒提取過程中降解質粒DNA,影響提取質粒DNA的完整性,最好選用不含核酸酶的大腸桿菌宿主菌,如DH5α和Top10。
(6)裂解時間過長
加入溶液P2後裂解時間不應超過5min。
(7)質粒的二聚體和多聚體形式
是質粒複製過程中形成的,與宿主菌相關,電泳可檢測出。 [1] 
3.加入溶液Ⅱ後,菌液仍然呈渾濁狀態,或者渾濁度沒有明顯的改變
這説明細菌裂解不完全,主要原因如下。
①溶液Ⅱ失效:首先看看10% SDS是否是澄清的,NaOH是否是有效的。
②可能是細菌濃度很高,適當調整增加溶液Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ的體積。
③可能是“雜菌”污染,如果菌液生長異常快,就有可能被雜菌污染。這種情況一般表現為與目的菌有相同的抗性,生長速度異常,能夠提出質粒,跑膠的條帶也異常的亮,但產物不是自己想要的質粒,應特別注意。
4.電泳點樣孔中有亮帶
質粒中污染了細菌基因組DNA,多是由於加入溶液Ⅱ後震盪過於劇烈造成細菌基因組剪切或放置時間過長等引起。因此加溶液Ⅱ後應温和震盪,絕不能渦旋震盪,並且冰浴放置時間要短於5min。 [2] 
參考資料
  • 1.    葉棋濃.生物實驗室系列 現代分子生物學技術與實驗技巧[M].北京:化學工業出版社.2015.
  • 2.    馬文麗. 分子生物學實驗手冊[M]. 北京:人民軍醫出版社, 2011.