分子克隆/質粒提取
質粒幾乎總是從液體細菌培養物中純化,通常是大腸桿菌,這些細菌已經轉化並分離。幾乎所有常用的質粒載體都編碼一個或多個抗生素抗性基因作為可選擇標記(例如:卡那黴素、氨苄青黴素),這使得成功轉化的細菌能夠不受抑制地增殖。
當細菌在鹼性條件下裂解時,DNA 和蛋白質都會沉澱。一些科學家將 NaOH 的濃度降低到 0.1M,以減少 ssDNA 的出現。在新增含有乙酸鹽的中和緩衝液後,大型且超螺旋較少的染色體 DNA 和蛋白質會沉澱,但小的細菌 DNA 質粒可以復性並留在溶液中。
不同製造商提供試劑盒來純化質粒 DNA,這些試劑盒以細菌培養物的大小和相應的質粒產量命名。按照遞增順序,它們是微量製備、中量製備、大量製備、超大量製備和吉伽製備。質粒 DNA 的產量將根據質粒複製數、型別和大小、細菌菌株、生長條件和試劑盒而有所不同。
質粒 DNA 的微量製備是一種從細菌中快速、小規模分離質粒 DNA 的方法。它是基於 1979 年研究人員 Birnboim 和 Doly 發明的鹼性裂解法。執行微量製備所獲得的提取質粒 DNA 本身通常被稱為“微量製備”。微量製備用於分子克隆過程中分析細菌克隆。典型的微量製備質粒 DNA 產量為 20 到 30 µg,具體取決於細胞菌株。
方案如下所述。
起始大腸桿菌培養物體積為 15-25 ml LB 肉湯,預期 DNA 產量為 100-350 µg。
起始大腸桿菌培養物體積為 100-200 ml LB 肉湯,預期 DNA 產量為 500-850 µg。
將帶有質粒的大腸桿菌 DH5-alpha 細胞的單個菌落接種到 5 ml 含有 100 µg/ml 氨苄青黴素(或其他選擇劑)的 LB 培養基中,並在 37°C 下以 200 rpm 搖動培養過夜。將來自 3 ml 過夜培養物的細菌沉澱物重新懸浮在 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,透過渦旋混合。加入 200 µl 新鮮配製的溶液 II(0.2 N NaOH、1% SDS),透過將試管倒置 4-6 次來混合內容物。然後加入 150 µl 冰冷的溶液 III(3 M 鉀- 5 M 乙酸鹽),透過將試管倒置 4-6 次來混合。將試管置於冰上孵育 5 分鐘,並在室溫下以 12,000g 離心 10 分鐘。將含有質粒 DNA 的澄清上清液收集到一個新的 1.5 ml 離心管中,留下細胞碎片,並在冰上用兩倍體積的 95% 乙醇沉澱 5 分鐘。透過在室溫下以 12,000g 離心 20 分鐘來沉澱沉澱的質粒 DNA,用 70% 乙醇洗滌,風乾,並溶解在 20 µl 水或含有 20 µg/ml 無 DNase 的胰蛋白酶 RNase A(透過將 RNase A 沸騰 20 分鐘製備)的 TE pH 8.0 中。然後在 0.8% 瓊脂糖凝膠上檢查質粒 DNA,並在 -20C 下儲存。從 3 ml 培養物中獲得高複製質粒的典型產量約為 12-16 μg,該 DNA 適合常規程式,例如限制性內切酶消化和放射性標記探針的製備。
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 鉀- 5 M 乙酸鹽
RNase A
氨苄青黴素:在無菌雙蒸水中製備 100 mg/ml 氨苄青黴素的儲備液。工作濃度為 100 µg/ml。(濃度可能因實驗室而異)
卡那黴素:在無菌雙蒸水中製備 50 mg/ml 氨苄青黴素的儲備液。工作濃度為 50 µg/ml。(濃度可能因實驗室而異)