分子生物学实验任峰2011.ppt

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1、分子生物学实验 任 峰 华中师范大学生命科学学院 格 涤 奉 缨 毕 衷 湛 诀 叁 互 津 酵 乾 驰 竿 寿 撬 籽 醒 慑 咸 社 庐 险 砸 窖 饼 寐 倪 乍 秃 以 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 实验目录 实验实验 一一 植物基因组植物基因组DNADNA提取及纯化提取及纯化 实验实验 二二 PCR PCR克隆目的基因克隆目的基因 实验实验 三三 PCR PCR产物琼脂糖凝胶电泳产物琼脂糖凝胶电泳 实验实验 四四 PCR PCR产物凝胶回收产物凝胶回收 实验实验 五五 目的基因片段与载体连接目的基因片段与载体连

2、接 实验实验 六六 E.coli DH5E.coli DH5和和 DE3 DE3感受态细胞制备感受态细胞制备 实验实验 七七 连接产物转化转化大肠杆菌连接产物转化转化大肠杆菌 实验实验 八八 阳性单菌落筛选阳性单菌落筛选 实验实验 九九 重组质粒重组质粒DNADNA提取提取 实验实验 十十 重组质粒及表达载体重组质粒及表达载体pETpET酶切分析与电泳酶切分析与电泳 实验十一实验十一 目的片段回收及与表达载体连接目的片段回收及与表达载体连接 实验十二实验十二 连接产物转化连接产物转化DH5,DH5,质粒提取质粒提取 实验十三实验十三 阳性质粒转化表达菌株阳性质粒转化表达菌株BL21BL21 实

3、验十四实验十四 蛋白质的诱导表达及蛋白质样品制备蛋白质的诱导表达及蛋白质样品制备 实验十五实验十五 SDS-PAGE SDS-PAGE检测诱导表达的蛋白质检测诱导表达的蛋白质 新 治 巾 椽 菊 候 棺 八 接 锑 蛋 期 周 爱 钦 仔 千 斋 方 俯 蓝 段 哇 殆 氏 统 撇 肋 新 你 消 澎 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 实验一实验一 植物基因组植物基因组DNADNA提取提取 基本原理 1. 基因组DNA 的提取通常用于构建基因组文库、 Southern 杂交及PCR 分离基因等。 2.不同生物(植物、动物、微

4、生物)的基因组DNA 的提 取方法有所不同; 不同种类或同一种类的不同组织因其细 胞结构及所含的成分不同,分离方法也有差异。 3. 在提取某种特殊组织的DNA 时必须参照文献和经验建 立相应的提取方法, 以获得可用的DNA 大分子。尤其是 组织中的多糖和酚类物质对随后的酶切、PCR 反应等有 较强的抑制作用,因此用富含这类物质的材料提取基因组 DNA 时, 应考虑除去多糖和酚类物质。 其 喊 术 亥 价 瑚 哀 永 抹 猫 央 智 屎 硷 闲 凰 搪 浴 菌 荤 贯 峪 晕 叔 虏 枫 檬 珠 婉 门 巧 喉 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任

5、峰 2 0 1 1 本实验是通过SDS法提取拟南芥基因组DNA。 4.核酸是生物有机体中的重要成分,在生物体中核 酸通常与蛋白质结合在一起,以核蛋白的形式存在 。核酸分为DNA和RNA,在真核生物中,前者主要存 在于细胞核中,后者主要存在于细胞质和核仁里。 在制备核酸时,通过研磨破坏细胞壁和细胞膜,使 核蛋白被释放出来。 柬 皋 扼 滓 墟 爷 预 帽 茸 举 钾 止 慨 合 迈 鹅 捆 泉 骸 瀑 份 枣 琼 毅 究 息 策 腻 漾 孩 任 傣 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 1.通过SDS提取拟南芥基因组DNA; 2.

6、为从拟南芥基因组DNA克隆目的基因作准备 二 实验目的 三、仪器、材料和试剂 仪器及耗材: 研钵、微量移液器及吸头、EP 管、台式离心机。 材 料: 拟南芥小苗 试 剂: DNA Extract Buffer (0.2M NaCl, 25mM EDTA, 0.5% SDS, pH 7.5); 70%乙醇 ;酚;氯仿;异丙醇;RNase 钎 婉 琅 在 拌 肋 朔 手 辉 淡 串 丸 企 壕 驼 奏 毗 队 场 积 腊 熬 吼 糙 烩 艇 钧 鲜 键 辉 簇 宜 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 实验步骤 1. 取一定量的拟南

7、芥组织; 2. 加入600 l抽提缓冲液(0.2M NaCl, 25mM EDTA, 0.5% SDS, pH 7.5),室温下快速研磨; 3. 把抽提液从研钵中移至1.5 ml 离心管中,混匀; 4. 12,000 rpm, 离心10 min (RT)。取上清,加等体 积酚/氯仿(1:1),上下颠倒混匀; 5. 12,000 rpm, 5min (RT) ,取上清,加等体积异 丙醇,上下颠倒混匀; 6. 12,000 rpm, 10min (RT) ,弃上清,倒置于吸水 纸上待壁上液体流尽后加入70%乙醇洗沉淀; 7. 12,000 rpm, 5 min (RT) ,弃上清,倒置于纸巾 上待

8、其干燥; 8 加20 l ddH2O溶解沉淀; 吾 瘁 抄 煤 函 铁 等 娩 艳 堡 绪 咀 搞 公 替 翌 徽 胖 堂 暖 柑 写 桂 剪 米 掏 骑 神 接 妹 阅 埔 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 9.在溶解DNA中加入3-5l RNase,37oC消化2-3h; 10.补充ddH2O至总体积400l,加入等体积的酚/氯仿,混 匀; 11. 12000 rpm, 5min (RT),取上清入新的EP管中,用等体 积的氯仿再抽提一次,12000 rpm, 5min (RT) ; 12. 取上清,加入1/10体积的乙

9、酸钠和2倍体积的无水乙醇 ,并混匀,-20oC 放置10 min; 13. 12000 rpm, 10min ,4oC; 14.去上清,70乙醇洗沉淀,12000 rpm, 5min ,4oC ; 15.去上清,沉淀干燥后,加入 ddH2O溶解DNA 16. 通过分光光度计或电泳检测DNA的浓度和纯度。 货 手 喻 资 打 崖 疮 矫 坷 森 蹦 禾 蔗 贡 影 侯 曰 粤 风 滓 歉 锯 坠 捅 斧 种 稳 闽 沙 纱 隧 曲 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 实验二实验二 PCR PCR克隆目的基因克隆目的基因 一 实验

10、原理 PCR(Polymerase Chain Reaction,聚合酶链式反应)是一种选择性体外 扩增DNA 的方法.它包括三个基本步骤: (1) 变性(Denature):目的双链DNA 片段在94下解链; (2) 退火(Anneal):两种寡核苷酸引物在适当温度(56左右)下与模板上 的目的序列通过氢键配对; (3) 延伸(Extension):在TaqDNA 聚合酶合成DNA 的最适温度下,以目的 DNA 为模板进行合成. 由这三个基本步骤组成一轮循环,理论上每一轮循环将使目的DNA 扩 增一倍,这些经合成产生的DNA 又可作为下一轮循环的模板,所以经 25-35 轮循环就可使DNA

11、扩增达待扩目的基因扩增放大几百万倍。 龋 琉 过 掇 建 抨 闭 逻 枝 珠 丰 参 晓 烃 措 议 势 滁 阳 盏 站 灌 忆 莹 帖 痕 鸯 硒 助 哺 槐 庞 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 PCR原理 FLASH演示 搁 窜 孟 学 电 洋 缕 颧 篡 化 鸥 镇 莎 绑 厌 臻 厢 陋 雀 鹊 挡 猫 拄 抡 烬 掂 幽 柞 逊 捉 名 顾 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 PCR技术发展 PCR是20世纪80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术

12、。 它具有特异、敏感、产率高、 快速、 简便、重复性好、 易自动化等突出优点;能在一个试管内将所要研究的目 的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万 倍。 PCR技术是生物科学领域中的一项革命性创举和里程碑 。 1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的 Mullis 等发明了具有划时代意义的聚合酶链 反应。 Mullis因发明了“聚合酶链式反应”而获得1993 年度诺贝尔化学奖。 笑 宠 昭 买 哎 奥 勿 隅 颂 硼 乒 移 搜 好 够 桶 栅 忽 香 深 墓 署 据 服 礁 散 疗 又 丰 踩 邯 儒 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物

13、学 实 验 任 峰 2 0 1 1 Mullis最初使用的 DNA聚合酶是大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 的 Klenow片段,其缺点是: Klenow酶不耐高温, 90会变性失活,每次循环都要重新 加。 引物链延伸反应在37下进行,容易发生模板和引物之间 的碱基错配,其PCR产物特异性较差,合成的DNA片段不 均一。 Klenow这些缺点给PCR技术操作程序添了不少困难。这使 得PCR技术在一段时间内没能引起生物医学界的足够重视 。 Taq DNA Polymerase 1988年Saiki 等从水生嗜热杆菌(thermus aquaticus) 中提取耐 高温的Taq DNA多聚酶(Taq

14、DNA Polymerase) , 此酶在 93下反应2h后其残留活性是原来的60%。 缺点: Taq DNA Polymerase只有53 聚合酶活性,但没有3 5外切活性,无法消除突变和错配,碱基错误掺入率可 达10-4/碱基/循环 捡 冷 渠 贮 雁 技 牵 饱 己 炳 射 驮 碘 酞 纱 迫 渗 判 雇 懒 秽 峰 迟 职 散 除 槽 池 打 酋 或 桔 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 Pfu DNA Polymerase Pfu DNA 聚合酶是已知保真度最高的 聚合酶,来自于Pyrococcus furiosi

15、s 菌 株,不仅具有掺入反应迅速及热稳定 性高的优点,更是当前市场上所有 DNA聚合酶中掺入出错率最低的一种 。 优点:Pfu具有3 5校阅功能,其错 配率分别仅为10-7。 缺点:效率低,扩增片段较短 吊 蛇 糜 叙 亦 厅 拧 掠 驮 鳞 醋 舰 淫 柯 有 采 秸 潜 纸 双 犯 雌 垣 搏 坤 舵 楞 恼 栖 性 锻 致 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 Taq Plus DNA Polymerase 是Taq和Pfu DNA 聚合酶的混合物,与Taq DNA聚合酶相比,具有扩增长度增加(简 单模板可有效扩增20kb

16、,复杂模板可有效扩 增10kb), 保真度好的特点;与Pfu DNA 聚 合酶相比,具有扩增速度快,反应效率高 的优势。 然 牲 阑 巧 依 硫 满 寸 踊 振 娇 拜 菠 壤 铆 皱 昏 宪 猫 爽 洛 咬 惠 弛 魔 审 末 盎 糊 阅 矢 斟 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 PCR反应体系组成 模板 5引物和3引物 4 种dNTP DNA 聚合酶 Mg2+ 反应缓冲液 库 柒 锻 侯 穷 磊 蛮 救 闸 腥 茅 赋 拖 鞠 督 麓 袭 俗 财 隶 蓄 烩 似 牙 尚 赁 裂 辜 媚 粥 撮 驶 分 子 生 物 学 实

17、 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 1. 模板 PCR 反应必须以DNA 为模板进行扩增, 模板DNA 可以是单链分子,也可以是双链 分子,可以是线状分子,也可以是环状分子 就模板DNA 而言,影响PCR 的主要因素: 纯 度: 蛋白、多糖、酚类等杂质会抑制PCR反应 完整性: 模板降解会导致PCR扩增无产物 浓 度: 加量过多导致非特异性扩增增加 境 薪 归 驹 畦 冗 闲 牧 剩 肄 异 魏 云 斥 凌 眨 丁 较 且 绸 鄂 赤 又 谬 亿 癌 寓 乐 琳 匡 宿 错 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实

18、 验 任 峰 2 0 1 1 2. 引物 PCR 反应产物的特异性由一对上下游引物所决 定。引物的好坏往往是PCR 成败的关键 引物影响因素: 特异性: 长度适当、避免二级结构和二聚体 完整性: 避免反复冻融 浓 度: 应适当,过高导致非特异性增加,过低则 扩增产物太少 奄 碾 发 苇 铡 命 台 苛 元 扬 宛 串 氰 玻 蹈 断 瞎 鸭 层 叙 阳 钓 氖 崖 伐 兆 押 楚 妹 啡 宙 邹 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 引物设计原则 (1) 引物长度: 约为16-30b (2) G+C含量: G+C含量通常为40%

19、-60%, 较短引物 可粗略估计Tm4(G+C)+2(A+T). (3) 四种碱基随机分布,在3端不存在连续3 个G 或 C,因这样易导致错误引发。 (4) 在引物内及两引物之间, 尤其在3端应不存在二 级结构。 (5) 引物5端对扩增特异性影响不大, 可在引物设计 时加上限制酶位点。 (6)引物不与模板结合位点以外的序列互补 选 端 龚 淮 积 嘴 舜 券 糟 雪 钾 室 否 锈 呐 营 铀 惭 号 穿 五 火 欢 换 亭 霉 遇 扛 睫 耗 贺 琐 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 4 种 dNTP 浓度适当,避免反复冻

20、融 dNTP 原液配成10mM或者2.5mM分装,- 20oC贮存。 一般反应中每种dNTP 的终浓度为20- 200M。当dNTP 终浓度大于50mM 时可 抑制Taq DNA 聚合酶的活性. 4 种dNTP 的浓度应该相等,以减少合成中 由于某种dNTP 的不足出现的错误掺入。 臭 址 氮 右 晴 钾 碱 果 朴 滞 榆 庚 愁 粉 存 驯 蹦 团 害 递 饵 十 顷 招 澜 墟 纱 疤 她 督 怨 鲤 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 Mg2+ 过高非特异性严重,过低无扩增产物 Mg2+浓度对DNA 聚合酶影响很大,它

21、可影响酶 的活性,影响引物退火和解链温度, 影响产物的 特异性以及引物二聚体的形成等。 通常Mg2+浓度范围为0.5-3mM。 试剂公司通常会将Mg2+加入到DNA 聚合酶的 反应缓冲液中: 10Reaction Buffer (including Mg2+) 10Reaction Buffer (without Mg2+) 债 器 绸 绦 烤 谨 枝 考 俞 疙 冤 蓬 净 嘶 羽 汪 骑 甘 耿 涝 强 骄 萤 能 求 蓝 藏 诊 儒 齐 渡 扔 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 DNA 聚合酶 Taq DNA Poly

22、merase活性半衰期为95 40min, 97 5min. Taq DNA 聚合酶的酶活性单位定义为74下,30min,掺入10nmol/L dNTP 到核酸中所需的酶量。 Taq DNA 聚合酶的一个致命弱点是它的出错率,一般PCR 中出错率为 210-4 核苷酸/每轮循环, 100l PCR 反应中,1.5-2 单位的Taq DNA 聚合酶就足以进行30 轮循环. 反应结束后,如果需要利用这些产物进行下一步实验,需要预先灭活 Taq DNA 聚合酶, 灭活Taq DNA 聚合酶的方法有:(1) PCR 产物经酚:氯仿抽提,乙醇沉淀 。 (2) 加入10mmol/L 的EDTA螯合Mg2+

23、 。 (3) 99-100加热10min.目 前已有直接纯化PCR 产物的Kit 可用。 Taq /Pfu /Taq Plus DNA Polymerase DNA 聚合酶单位定义:1个酶单位是指在以下 分析条件下,于74,30min内使10mmol的 dNTP掺入酸不溶性成分所需的酶。 不同公司提供的酶U的定义也不同。 鞘 粳 漾 搀 亨 肛 投 蘸 夕 刷 列 腰 耘 严 萝 勘 添 退 湍 陷 杏 帜 纠 衬 匣 蔼 唾 川 扰 杆 粗 儡 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 反应缓冲液 各种DNA聚合酶都有自己特定反应

24、缓冲液; Taq DNA Polymerase反应缓冲液一般含: 10-50mM TrisCl (20下pH8.3-8.8)、 50mM KCl、适当浓度 的Mg2+ 缓冲液 10 mmol/l Tris.Cl 提供适合反应的pH值(pH 8.4) 50 mmol/l KCl 促进引物退火 10 g/ml 明胶或血清白蛋白 为Taq酶的保护剂 互 峪 孟 牌 亥 铬 潘 侵 惶 瘫 然 莲 梯 蚜 堵 哦 纯 晨 怜 咏 挖 厌 看 女 陷 遁 腋 阿 乳 葛 刹 滚 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 PCR反应主要参数:

25、1. 预变性:94C, 3-5min 2. 变性: 94C,30s-1min 3. 复性: 56 C,20s-2min 4. 延伸: 72 C,30s-3min 5. 总延伸:72 C, 10min 预变性和变性 在第一轮循环前,在94下变性35min 非常重要,它可 使模板DNA 完全解链 。变性不完全,往往使PCR失败, 因为未变性完全的DNA双链会很快复性,减少DNA产量 . 一般变性温度与时间为94 1min。在变性温度下,双链 DNA 解链只需几秒钟即可完全,所耗时间主要是为使反 应体系完全达到适当的温度。 狞 蔚 竞 淡 瞧 俐 羚 托 粹 蒲 隔 倔 花 锑 栅 收 盔 肚 量

26、涎 蘑 餐 校 邱 变 往 射 誊 若 占 潘 氛 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 退火 引物退火的温度和所需时间的长短取决于引物的碱基 组成,引物的长度、引物与模板的配对程度以及引物 的浓度.实际使用的退火温度比扩增引物的Tm 值约低 5。 通常退火温度和时间为55左右,1-2min。 延伸 延伸反应通常为72,接近于Taq DNA 聚合酶的最适反应温度 75.实际上。 延伸反应时间的长短取决于目的序列的长度和浓度。Taq DNA 聚合酶每分钟约可合成2kb 长的DNA。 一般在扩增反应完成后,都需要一步较长时间(10-

27、30min)的延 伸反应,以获得尽可能完整的产物, 这对以后进行克隆或测序 反应尤为重要。 万 认 蔷 碴 豫 安 阳 埠 鸟 傻 讳 者 挂 显 肯 支 行 旺 括 诲 墅 弊 萄 绣 艳 厢 旋 孩 怔 亥 难 可 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 循环次数 循环次数主要取决于DNA 浓度。一般而言25-30 轮循 环已经足够。 循环次数过多,会使PCR 产物中非特异性产物大量增加 。 实验目的 1.通过PCR从拟南芥基因组中扩增目的基因片段 2.学习PCR仪等仪器的使用 材料:拟南芥基因组DNA 器材:移液器及吸头,P

28、CR 管, PCR仪,台式 离心机。 实验材料和器材 缠 靠 但 胰 酋 评 肆 浙 苔 替 袒 癸 瑰 八 卸 府 瀑 年 滴 卿 厦 戴 励 劫 罢 教 限 屉 嗽 橙 城 攘 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 所需试剂 10PCR 反应缓冲液 MgCl2 :25mmol/L。 dNTP Mix:每种2.5mM 5和3引物:各10pmol/l ( 10mmol/L) Taq DNA 聚合酶 5U/l 无菌去离子水; 饲 惟 寻 品 漫 绽 犊 澜 咳 粮 枣 决 忆 迟 勘 膳 丸 涪 斗 勿 专 诅 膛 让 惦 班 置

29、 聋 柴 斧 颤 医 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 实验步骤 1. 在PCR管中依次混匀下列试剂(总体积 50l ) 5 l 10Buffer (Including MgCl2) 4l dNTP mix (各2.5 mM ) 1l 5上游引物 ( 10M ) 1l 3下游引物 ( 10M ) 模板DNA (200 ng) 1U Taq DNA聚合酶 补充ddH2 O 至50l 混匀后短暂离心(点离)。 驹 乔 雌 弹 少 侯 握 肺 村 沦 碟 聊 焦 志 稗 微 贯 辣 洗 烘 黍 泵 蹿 赶 叔 傲 母 度 吹 仇

30、令 叠 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 2. 将PCR管放置到PCR仪中,盖好盖子 3. 用94oC预变性3-5分钟;94oC变性1分钟,58oC退火1 分 钟, 72oC延伸2 分钟, 32个循环;最后一轮循环结束后, 于72oC下保温10 分钟, 4. 终止反应,从PCR仪取出PCR管,放置4oC存 注意事项 1.PCR 非常灵敏, 尽可能避免污染。吸头、离心管应高压灭 菌, 每次吸头用毕应更换, 不要互相污染试剂; 2.加试剂前, 应短促离心10 秒钟, 然后再打开管盖, 以防手 套污染试剂及管壁上的试剂污染吸头侧面

31、; 3.应设含除模板DNA 所有其它成分的负对照。 蟹 千 耽 唆 洛 蘸 鸳 轰 蔡 始 噬 凝 拧 沧 登 伙 亭 朋 爱 据 鲍 谊 俭 磨 致 宵 讹 狡 唾 怒 肢 围 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 一、实验原理 琼脂糖是一种天然聚合长链状分子,可以形成具有刚 性的滤孔,凝胶孔径的大小决定于琼脂糖的浓度。 DNA分子在碱性缓冲液中带负电荷,在外加电场作用 下向正极泳动。 DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时,有电荷效应与分子 筛效应。不同DNA的分子量大小及构型不同,电泳时 的泳动率就不同,从而分出不同的区带 实验三

32、实验三 PCR PCR产物琼脂糖凝胶电泳产物琼脂糖凝胶电泳 联 朋 哪 琐 础 河 其 宿 芒 申 瓤 术 坍 度 鹊 锁 眷 敬 杰 淖 属 野 庆 选 阵 生 谬 陋 淋 赌 够 霍 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 影响DNA 迁移速率因素 DNA分子泳动主要的因素分两方面: DNA分子特性和电泳条件。 1. DNA 的分子大小: 2. DNA 分子的构象 3. 琼脂糖浓度 4. 电源电压 5. 嵌入染料的存在 6. 离子强度影响 娇 疯 就 简 氓 翠 滦 减 籍 缅 清 履 焦 毋 炉 灸 屈 压 权 伤 脐 律

33、益 树 己 波 现 假 异 廓 藤 览 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 琼脂糖是从琼脂中分离得到,由1,3连接 的吡喃型b-D-半乳糖和1,4连接的3,6脱水 吡喃型阿a-L-半乳糖组成,形成相对分子 量为104105的长链。 琼脂糖加热溶解后分子呈随机线团状分布 ,当温度降低时链间糖分子上的羟基通过 氢键作用相连接,形成孔径结构,而随着 琼脂糖浓度不同形成不同大小的孔径 替 低 帅 环 茫 鹅 海 馁 瑞 啦 澈 牵 史 快 试 吸 粳 态 缺 狗 钻 情 佬 金 豁 民 返 荷 丢 惺 送 弃 分 子 生 物 学 实

34、验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 琼脂糖浓度(%)线型DNA分子的分离范围(Kb) 0.3560 0.6120 0.70.810 0.90.57 1.20.96 1.50.23 12.00.12 琼脂糖凝胶的浓度与DNA分离范围 徊 廉 寂 浊 钳 饭 隧 劝 杂 酿 濒 萎 壹 盅 眷 蒲 痕 玫 脖 捧 学 氦 炳 土 幂 女 皱 耘 阑 虎 镣 搽 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 核酸电泳缓冲液有三种 Tris-乙酸(TAE) 、Tris-硼酸(TBE)和 Tris-磷酸

35、(TPE). 轻 唉 狡 冲 摆 包 慑 大 欺 变 蝗 蒲 酞 须 砸 旅 姿 亮 纵 癌 齐 盗 跳 吾 镀 马 亮 谋 迪 降 墙 淹 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 DNA电泳上样缓冲液 DNA Loading Buffer作用 1.螯合Mg2,防止电泳过程中DNA被降解,一般上样 缓冲液中含10mM EDTA。 2. 增加样品密度以保证DNA沉入加样孔,一般上样缓 冲液中加入一定浓度的甘油或蔗糖,这样可以增加样 品的比重。 3. 指示剂监测电泳的行进过程,一般加入泳动速率较 快的溴酚蓝指示电泳的前沿,它的速率约与

36、300bp的线 状双链DNA相同。 递 庄 婚 则 曲 段 怀 详 浆 刃 策 蛰 趾 肝 诫 霉 诌 辅 重 科 秘 肝 罚 峪 苏 姨 丝 牢 汤 发 迫 澎 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 DNA电泳的标准分子量 目前各厂商开发了各种类型的标准分子量,有广泛用于PCR产物 鉴定的小分子Marker,也有常规用的大分子Marker 常用的DNA标准分子量电泳图 迈 嫩 奏 宴 偷 巴 潦 馒 考 祥 预 擒 哄 聚 颗 穴 睬 奔 墓 正 同 退 鉴 焙 夜 裙 设 尤 剪 竞 酱 玖 分 子 生 物 学 实 验 任

37、峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 二、实验目的 1 掌握琼脂糖凝胶电泳分离DNA的原理和方法 2 通过琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增的目的基因 三、实验仪器、材料和试剂 仪器及耗材:天平、电泳设备、台式离心机、称 量纸、药勺、微量移液器及吸头、EP管、封口 膜、三角瓶、微波炉、凝胶成像系统。 材 料: PCR产物 试 剂: 琼脂糖,1TAE电泳缓冲液、溴化乙 锭(EB)、6Loading buffer、无菌去离子水、 DNA Marker; 盔 坤 腊 连 眷 膘 棘 伎 双 铜 巫 录 袍 舟 舆 裳 闻 衬 宁 毅 严 灶 台 闯 匹 嵌 碌 请 铆 碾

38、 讽 贯 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 四、实验步骤 1. 1g 琼脂糖加入100ml 0.5TAE电泳缓冲液中,摇匀。在微波炉中加 热至琼脂糖完全溶解。 2. 将制胶板放好,插入适当梳子,将溶解的琼脂糖(约50)倒入, 室温冷却凝固 3. 充分凝固后将胶板取出,小心垂直向上拔出梳子,置入电泳槽中, 加0.5TAE电泳缓冲液至液面覆盖凝胶1-2mm。 4. 用移液器吸取3l 的6loading buffer于封口膜上,再加入5l DNA 样品,混匀后,小心加入点样孔。 5. 打开电源开关,一般红色为正极黑色为负极,调节电

39、压至3-5V/cm ,可见到溴酚蓝条带由负极向正极移动,电泳约30min-60min。 6. 在瓷盘中加入适量的水,再加入510l EB,将凝胶放入盘中2 3 分钟 7. 将凝胶置于凝胶成像仪内,再紫外灯下检测PCR产物的DNA条带 兑 宾 冰 锈 工 脊 受 撬 年 诧 橙 苍 谢 幽 莽 蘑 憾 什 贝 钝 贵 浊 跃 雕 僻 磺 纹 擎 孟 宠 采 副 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 一、实验原理 DNA沉淀、洗涤、融解、浓度测定和保存 DNA不溶于有机溶剂,可用乙醇或异丙醇来沉淀DNA 1 醇的沉淀,目的是使核酸从

40、体系中沉淀下来,从而实现核酸与其它杂质 主要是盐分离。 2 标准的醇沉淀要求有一定的盐及某一比例的醇用量 沉淀DNA用70%乙醇洗涤,除去其它盐和小分子物质 。 沉淀的DNA多使用水或者低浓度缓冲液溶解如弱碱性的 TE 溶解 。 核酸质量检测:电泳和紫外分光光度仪 核酸在保存中的稳定性,与温度成反比,与浓度成正比。 实验四实验四 目的基因与载体连接目的基因与载体连接 幕 笆 峙 兰 墒 却 鳞 尚 钉 腥 溪 候 渗 淘 磁 旗 熟 咱 坚 影 漱 暇 掀 获 邑 恰 褥 咳 碍 校 蓑 抖 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1

41、 目的基因与载体连接 平末端连接 Taq DNA 聚合酶往往在PCR 产物3端加上多余的非模 板依赖碱基,在用平末端连接克隆PCR 产物前,可用 Klenow 片段或T4 DNA 聚合酶处理补平末端。 有些DNA聚合酶(pfu DNA 聚合酶)扩增的PCR产物为 平端,可以直接用于平端连接 粘性末端连接 利用引物中附加在5端的限制酶位点,直接将PCR 产物经 适当的限制酶切割后产生粘性末端,与载体连接,产生重组 DNA. 如果下游两个引物中含有两个不同的限制酶位点.经酶切 后定向克隆到载体中。 异 跑 獭 吠 掇 坞 践 捕 绅 艘 险 夫 老 缺 荫 藐 姓 窿 疫 雕 楷 饮 辟 敞 沧

42、筐 份 辆 冗 苟 溃 燃 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 T-载体连接 TaqDNA聚合酶能在平端双链DNA的3末 端加一个非模板依赖碱基(A或T),所加碱 基多为A。 利用这一特点,可以经限制酶(如EcoRV) 切割载体,使其产生平末端,再利用Taq DNA聚合酶向载体双链DNA的3末端加 上T ,使载体与PCR 产物末端互补并进行 连接 俘 骤 抹 军 填 颠 硕 鸯 恳 醇 螺 潜 喘 坎 流 履 闹 夕 衫 渠 溉 得 拈 扰 讶 洋 跃 延 快 擅 瞬 烹 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分

43、 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 pMD18-T Vector pMD18-T Vector是一种高效克隆PCR产物(TA Cloning)的专用载体。用EcoR V进行酶切反 应后,再在两侧的3端添加“T”而成。,本制品 中的高效连接液Solution I可以在短时间内(约 30分钟)完成连接反应,大大方便了实验操作 。 捐 淡 陵 乏 斋 长 姆 柿 宁 劲 匙 麓 透 暑 舜 迹 恿 卒 晌 咋 归 侦 龟 碑 到 意 岩 穗 鉴 坎 戳 炬 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 pMD18-T Vecto

44、r的结构 啸 动 辊 踏 奔 尉 奢 助 敢 伺 劫 访 沙 骡 宠 瞩 坎 妆 审 苑 穷 视 文 缔 稚 肿 数 看 译 膜 粒 栈 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 二、实验目的 1 通过乙醇沉淀DNA 2 通过T载体策略进行目的基因与载体的连接 三、实验仪器、材料和试剂 仪器及耗材:台式离心机、微量移液器及吸 头、EP管、封口膜、水浴锅。 材 料: PCR产物 试 剂: 无水乙醇,70%乙醇、3M NaAc( pH5.2)、无菌去离子水;pMD18-T 襟 蕴 孰 嚼 人 弦 辙 裙 察 娃 夏 骨 想 斤 掘 现

45、用 阁 锣 氨 窜 执 夫 撼 贩 宗 患 铭 尚 蓑 孪 骤 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 四、实验步骤 1. 将PCR产物移入1.5 mLEP管,加去离子水至 400 L, 加入1/10倍体积的3M NaAc(40 L)和 2.5倍体积的无水乙醇,混匀,20放置10 min; 2. 12,000 rpm,4,离心10 min; 3. 去上清,将EP管倒置于吸水纸上; 4. 向EP管加入适量70乙醇,将DNA沉淀重悬 ; 5. 12,000 rpm,4,离心5 min; 6. 去上清,倒置吸水纸上,晾干,加入15 L去

46、 离子水融DNA沉淀。 识 首 骆 心 险 女 粒 各 怒 虱 赢 贺 腋 果 爱 疼 食 汽 膏 褪 临 义 土 炮 荤 娇 扬 友 枝 痰 蔑 窟 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 7. 测定DNA的浓度 8. 沉淀的目的基因DNA与载体连接 在PCR管依次加入下列反应成分(总体积10l) : pMD18-T Vector 0.5 l Insert DNA 2.5 l (0.1 pmol0.3 pmol) dH2O up to 5l 加入5 l(等量)的 Solution I; 9. 16OC水浴中反应30分钟。 养 枚

47、 鹿 恬 康 撕 辉 蜒 誊 矢 信 巷 激 隘 忠 召 钩 禹 壹 担 蔽 遮 蒂 骨 赋 抿 冬 宜 弟 陨 赫 芋 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 一 实验原理 在自然条件下,很多质粒都可通过细菌接合作用 转移到新的宿主内,但在人工构建的质粒载体中 ,一般缺乏此种转移所必需的mob基因,因此不能 凭自己的能力进入细菌 。如需将质粒载体转移 进受体细菌,需诱导受体细菌产生一种短暂的 感受态以摄取外源DNA。 细菌处于容易吸收外源DNA的状态叫感受态。 实验五 大肠杆菌感受态细胞制备 憨 豹 胜 扇 幂 缚 卤 虽 胸

48、臻 报 联 缴 史 裤 挝 钎 渐 骗 伪 脓 垦 砸 作 沾 蛇 全 殉 戍 味 厩 标 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 感受态细胞制备方法 化学法: CaCl2 处理后细胞膜的通透性发生了暂时 性的改变,成为能允许外源DNA分子进入 的感受态细胞 ; 物理法: 大肠杆菌暴露在电荷中时,其细胞膜会 不稳定而诱导形成孔洞,于是DNA分子 可由该孔进入细胞。 渝 颓 艳 多 谚 国 索 讽 菱 槐 勃 椅 府 口 恳 协 必 刹 献 导 柄 疡 郁 面 矽 相 打 剃 腋 羔 河 痪 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 分 子 生 物 学 实 验 任 峰 2 0 1 1 感受态细胞制备中应注意因素 1.细胞生长状态和密度 不要用经过多次转接或储于的培养菌,最好从70或- 20甘油保存的菌种中直接转接用于制备感受态细胞的菌液。 细胞生长密度以刚进入对数生长期时为好,可通过监测培养液 的OD600 来控制。DH5菌株的OD600 为0.5 时,细胞密度在5107 个/ml 左右(不同的菌株情况有所不同),这时比较合适。密度过 高或不足均会影响转化效率。 2. 试剂的质量 所用的试剂,如CaCl2 等均需较高纯度,冰箱保存。 3.

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