在细菌基因组DNA提取实验中,经过细致的细菌培养与采集,我们获得了充足的菌体。接下来的关键步骤是细胞裂解,旨在破坏细菌的细胞壁和细胞膜,以释放出DNA。为此,我们采用了化学与物理方法相结合的策略。首先,使用特定的酶类处理样品,这些酶能够特异性降解细菌细胞壁成分,接着通过超声波或法式压碎法进一步破碎细胞,以确保DNA的充分释放。
完成细胞裂解后,我们面临如何有效分离和纯化DNA的挑战。利用DNA在不同盐浓度和pH值下的溶解度差异,通过一系列有机溶剂提取步骤,可以有效去除蛋白质、多糖等杂质,同时保护DNA不受降解。每一步操作都需谨慎,避免剧烈的振荡,以防DNA断裂。
实验步骤
一、试剂盒组成、贮存和稳定性
1. 说明书,耗材:DNA制备管,小量滤器,2ml离心管,15ml离心管。
2. RNaseA:50mg/ml,室温保存。
3. *:50%甘油溶解*,使*浓度为50mg/ml,-20℃密闭贮存。
4. BufferS:细菌原生质制备液,加入RNaseA后,4℃密闭贮存。
5. 025MEDTA:室温密闭贮存。
6. BufferG-A:裂解液,室温密闭贮存。
7. BufferG-B:蛋白去除液,室温密闭贮存。
8. BufferDV-A:BufferDV的制备液,请参照实验准备BufferDV的配制方法,室温密闭贮存。
9. BufferDV:相分离液,室温密闭贮存。
10. BufferBV:DNA结合液,室温密闭贮存。
11. BufferW1:洗涤液,室温密闭贮存。
12. BufferW2concentrate:去盐液。使用前按试剂瓶上的体积加入无水乙醇并混合均匀,室温密闭贮存。可用100%乙醇或95%乙醇。
13. Eluent:25mM Tris-HCl,pH 8.5,室温密闭贮存。
二、实验准备
1. 第一次使用时,在BufferW2中按试剂瓶上的体积加入无水乙醇并混合均匀。
2. 准备BufferDV:取2ml BufferDV-A,125ml异丙醇,75ml,加入提供的250ml试剂瓶中,混合均匀。
3. 将BufferDV预冷至4℃。
4. 第一次使用试剂盒时,用50%甘油溶解*,使*浓度为50mg/ml。
5. 第一次使用试剂盒时将随试剂盒携带的RNaseA全部加入BufferS中,混合均匀。
6. 准备65℃水浴。
7. 检查BufferG-A和BufferG-B是否出现沉淀,若出现沉淀,于65℃水浴加热至沉淀完全溶解后再使用。
8. 将Eluent或去离子水加热至65℃以促进基因组DNA的充分洗脱。
三、操作步骤
1. 用2ml离心管收集10×109(1ml菌液OD600为1-1.5)的细菌培养物,12000×g离心30s,弃去上清。用150μl已加入RNaseA的BufferS悬浮沉淀。确认RNaseA已加入BufferS中,并确保悬浮均匀,不应保留小的菌块,以免影响溶菌效果。
2. 加入20μl*贮存液,混合均匀,室温静置5min。
3. 加入30μl 025MEDTA(pH 8.0),混合均匀,冰浴5min。
4. 加入450μl BufferG-A,旋涡振荡15s,65℃水浴10min。
5. 加入400μl BufferG-B和1ml BufferDV(4℃预冷),用力混合,12000×g离心2min。请在实验前按照实验准备步骤2内容准备BufferDV。
6. 尽可能丢弃上相,保留相间沉淀和下相。加入1ml 4℃预冷的BufferDV,用力混合,12000×g离心2min。
7. 丢弃上相,将下相转移至滤器(滤器置于2ml离心管中)。12000×g离心1min。上相无需完全弃去,转移无色下相时偶尔混出上相可在Tip头内迅速分相,便于丢弃。有色上相务必除尽,否则会抑制DNA结合到silica膜上。
8. 弃滤器,在滤液中加入400μl BufferBV,混合均匀。
后续步骤可选择离心法或负压法进行。
A. 负压法
9A. 将制备管插到负压装置的插口上,将步骤8中的混合液移入制备管中,开启并调节负压至-20至-30英寸汞柱,吸尽管中溶液。
10A. 保持负压,加入500μl BufferW1,吸尽管中溶液。
11A. 保持负压,沿管壁四周加入700μl BufferW2,吸尽管中溶液;以同样的方法再用700μl BufferW2洗涤一次。
12A. 将制备管置于一个2ml离心管中,12000×g离心1min。
B. 离心法
9B. 将制备管置于2ml离心管中,将步骤8中的混合液移入制备管中,12000×g离心1min。
10B. 弃滤液,将制备管置回到原2ml离心管中,加入500μl BufferW1,12000×g离心1min。
11B. 弃滤液,重复加入700μl BufferW2并离心1min的过程,再用700μl BufferW2洗涤一次。
12B. 弃滤液,将制备管置回到原2ml离心管中,12000×g离心1min。
13. 将制备管置于洁净的15ml离心管中,在silica膜上加100-200μl Eluent或去离子水,室温静置1min。12000×g离心1min洗脱DNA。加热去离子水或Eluent至65℃将提高洗脱效率。
最终,通过乙醇沉淀法将提纯后的DNA从溶液中析出。这一过程需在低温下进行,以促进DNA的凝聚和沉淀。沉淀物经过离心收集后,用70%乙醇洗涤,以彻底去除残留的盐类和有机溶剂,这对于确保DNA的纯度至关重要。
将洗涤后的DNA沉淀晾干,并用适量的TE缓冲液溶解,得到相对纯净的细菌基因组DNA溶液。通过电泳检测,可以直观地观察到DNA条带的清晰度和完整性,以评估提取效果。至此,整个细菌基因组DNA提取实验顺利完成,这为后续的分子生物学研究奠定了坚实的基础,正如尊龙凯时人生就博所强调的那样,科学实验应具备严谨和高效的作风。