分子克隆/质粒提取
质粒几乎总是从液体细菌培养物中纯化,通常是大肠杆菌,这些细菌已经转化并分离。几乎所有常用的质粒载体都编码一个或多个抗生素抗性基因作为可选择标记(例如:卡那霉素、氨苄青霉素),这使得成功转化的细菌能够不受抑制地增殖。
当细菌在碱性条件下裂解时,DNA 和蛋白质都会沉淀。一些科学家将 NaOH 的浓度降低到 0.1M,以减少 ssDNA 的出现。在添加含有乙酸盐的中和缓冲液后,大型且超螺旋较少的染色体 DNA 和蛋白质会沉淀,但小的细菌 DNA 质粒可以复性并留在溶液中。
不同制造商提供试剂盒来纯化质粒 DNA,这些试剂盒以细菌培养物的大小和相应的质粒产量命名。按照递增顺序,它们是微量制备、中量制备、大量制备、超大量制备和吉伽制备。质粒 DNA 的产量将根据质粒拷贝数、类型和大小、细菌菌株、生长条件和试剂盒而有所不同。
质粒 DNA 的微量制备是一种从细菌中快速、小规模分离质粒 DNA 的方法。它是基于 1979 年研究人员 Birnboim 和 Doly 发明的碱性裂解法。执行微量制备所获得的提取质粒 DNA 本身通常被称为“微量制备”。微量制备用于分子克隆过程中分析细菌克隆。典型的微量制备质粒 DNA 产量为 20 到 30 µg,具体取决于细胞菌株。
方案如下所述。
起始大肠杆菌培养物体积为 15-25 ml LB 肉汤,预期 DNA 产量为 100-350 µg。
起始大肠杆菌培养物体积为 100-200 ml LB 肉汤,预期 DNA 产量为 500-850 µg。
将带有质粒的大肠杆菌 DH5-alpha 细胞的单个菌落接种到 5 ml 含有 100 µg/ml 氨苄青霉素(或其他选择剂)的 LB 培养基中,并在 37°C 下以 200 rpm 摇动培养过夜。将来自 3 ml 过夜培养物的细菌沉淀物重新悬浮在 100 µl 冰冷的溶液 I(50 mM 葡萄糖、25 mM Tris.HCl pH 8.0、10 mM EDTA pH 8.0)中,通过涡旋混合。加入 200 µl 新鲜配制的溶液 II(0.2 N NaOH、1% SDS),通过将试管倒置 4-6 次来混合内容物。然后加入 150 µl 冰冷的溶液 III(3 M 钾- 5 M 乙酸盐),通过将试管倒置 4-6 次来混合。将试管置于冰上孵育 5 分钟,并在室温下以 12,000g 离心 10 分钟。将含有质粒 DNA 的澄清上清液收集到一个新的 1.5 ml 离心管中,留下细胞碎片,并在冰上用两倍体积的 95% 乙醇沉淀 5 分钟。通过在室温下以 12,000g 离心 20 分钟来沉淀沉淀的质粒 DNA,用 70% 乙醇洗涤,风干,并溶解在 20 µl 水或含有 20 µg/ml 无 DNase 的胰蛋白酶 RNase A(通过将 RNase A 沸腾 20 分钟制备)的 TE pH 8.0 中。然后在 0.8% 琼脂糖凝胶上检查质粒 DNA,并在 -20C 下储存。从 3 ml 培养物中获得高拷贝质粒的典型产量约为 12-16 μg,该 DNA 适合常规程序,例如限制性内切酶消化和放射性标记探针的制备。
溶液 I
50 mM 葡萄糖,
25 mM Tris.HCl pH 8.0
10 mM EDTA pH 8.0
溶液 II
0.2 N NaOH
1% SDS 或 SLS
溶液 III
3 M 钾- 5 M 乙酸盐
RNase A
氨苄青霉素:在无菌双蒸水中制备 100 mg/ml 氨苄青霉素的储备液。工作浓度为 100 µg/ml。(浓度可能因实验室而异)
卡那霉素:在无菌双蒸水中制备 50 mg/ml 氨苄青霉素的储备液。工作浓度为 50 µg/ml。(浓度可能因实验室而异)