DNA 溶 液 是 DNA 以 水 合 状 态 稳 定 存 在 , 当 加 入 乙 醇 时 , 乙 醇 会 夺 DNA 周 围 的 水 分子 , 使 DNA 失 水 而 易 于 聚 合 . 一 般 实 验 中 , 是 加 2 倍 体 积 的 无 水 乙 醇 与 DNA 相 混 合 , 其 乙 醇的 最 终 含 量 占 67% 左 右 . 因 而 也 可 改 用 95% 乙 醇 来 替 代 无 水 乙 醇 ( 因 为 无 水 乙 醇 的 价 格 远远 比 95% 乙 醇 昂 贵 ). 但 是 加 95% 的 乙 醇 使 总 体 积 增 大 , 而 DNA 在 溶 液 中 有 一 定 程 度 的 溶解 , 因 而 DNA 损 失 也 增 大 , 尤 其 用 多 次 乙 醇 沉 淀 时 , 就 会 影 响 收 得 率 . 折 中 的 做 法 初 次 沉 淀DNA 时 可 用 95% 乙 醇 代 替 无 水 乙 醇 , 最 后 的 沉 淀 步 骤 要 使 用 无 水 乙 醇 . 也 可 以 用 0.6 倍 体积 的 异 丙 醇 选 择 性 沉 淀 DNA. 一 般 在 室 温 下 放 置 15-30 分 钟 即 可 .5. 在 用 无 水 乙 醇 沉 淀 DNA 时 , 为 什 么 一 定 要 加 NaAc 或 NaCl 至 最 终 浓 度 达 0.1~0.25mol/L?在 pH 为 8 左 右 的 DNA 溶 液 中 ,DNA 分 子 是 带 负 电 荷 的 , 加 一 定 浓 度 的 NaAc 或 NaCl, 使Na 2+ 中 和 DNA 分 子 上 的 负 电 荷 , 减 少 DNA 分 子 之 间 的 同 性 电 荷 相 斥 力 , 易 于 互 相 聚 合 而 形成 DNA 钠 盐 沉 淀 , 当 加 入 的 盐 溶 液 浓 度 太 低 时 , 只 有 部 分 DNA 形 成 DNA 钠 盐 而 聚 合 , 这 样就 造 成 DNA 沉 淀 不 完 全 , 当 加 入 的 盐 溶 液 浓 度 太 高 时 , 其 效 果 也 不 好 . 在 沉 淀 的 DNA 中 , 由于 过 多 的 盐 杂 质 存 在 , 影 响 DNA 的 酶 切 等 反 应 , 必 须 要 进 行 洗 涤 或 重 沉 淀 .6. 加 核 糖 核 酸 酶 降 解 核 糖 核 酸 后 , 为 什 么 再 要 用 SDS 与 KAc 来 处 理 ?加 进 去 的 RNase 本 身 是 一 种 蛋 白 质 , 为 了 纯 化 DNA, 又 必 须 去 除 之 , 加 SDS 可 使 它 们成 为 SDS- 蛋 白 复 合 物 沉 淀 , 再 加 KAc 使 这 些 复 合 物 转 变 为 溶 解 度 更 小 的 钾 盐 形 式 的SDS- 蛋 白 质 复 合 物 , 使 沉 淀 更 加 完 全 . 也 可 用 饱 和 酚 , 氯 仿 抽 提 再 沉 淀 , 去 除 RNase。 在溶 液 中 , 有 人 以 KAc 代 替 NaAc, 也 可 以 收 到 较 好 的 效 果 。7. 为 什 么 在 保 存 或 抽 提 DNA 过 程 中 , 一 般 采 用 TE 缓 冲 液 ?在 基 因 操 作 实 验 中 , 选 择 缓 冲 液 的 主 要 原 则 是 考 虑 DNA 的 稳 定 性 及 缓 冲 液 成 分 不 产生 干 扰 作 用 。 磷 酸 盐 缓 冲 系 统 (pKa=7.2) 和 硼 酸 系 统 (pKa=9.24) 等 虽 然 也 都 符 合 细 胞 内环 境 的 生 理 范 围 , 可 作 DNA 的 保 存 液 , 但 在 转 化 实 验 时 , 磷 酸 根 离 子 的 种 类 及 数 量 将 与 Ca 2+产 生 Ca 3 (PO 4 ) 2 沉 淀 ; 在 DNA 反 应 时 , 不 同 的 酶 对 辅 助 因 子 的 种 类 及 数 量 要 求 不 同 , 有 的 要求 高 离 子 浓 度 , 有 的 则 要 求 低 盐 浓 度 , 采 用 Tris-HCL(pKa=8.0) 的 缓 冲 系 统 , 由 于 缓 冲 液 是TrisH + /Tris, 不 存 在 金 属 离 子 的 干 扰 作 用 , 故 在 提 取 或 保 存 DNA 时 , 大 都 采 用 Tris-HCl 系 统 ,而 TE 缓 冲 液 中 的 EDTA 更 能 稳 定 DNA 的 活 性 .8. 如 何 选 择 聚 乙 二 醇 (6000) 的 浓 度 来 沉 淀 DNA?采 用 PEG(6000) 沉 淀 DNA, 大 小 不 同 的 DNA 分 子 所 用 的 PEG 的 浓 度 也 不 同 ,PEG的 浓 度 低 , 选 择 性 沉 淀 DNA 分 子 量 大 , 大 分 子 所 需 PEG 的 浓 度 只 需 1% 左 右 , 小 分 子 所 需PEG 浓 度 高 达 20%. 本 实 验 选 择 性 沉 淀 4.3Kb 的 pBR322 质 粒 DNA, 每 毫 升 加 入 0.4 毫 升的 30%PEG, 其 最 终 PEG 浓 度 为 12%.PEG 选 择 性 沉 淀 DNA 的 分 辩 率 大 约 100bp.9. 抽 提 DNA 去 除 蛋 白 质 时 , 怎 样 使 用 酚 与 氯 仿 较 好 ?酚 与 氯 仿 是 非 极 性 分 子 , 水 是 极 性 分 子 , 当 蛋 白 水 溶 液 与 酚 或 氯 仿 混 合 时 , 蛋 白 质 分子 之 间 的 水 分 子 就 被 酚 或 氯 仿 挤 去 使 蛋 白 失 去 水 合 状 态 而 变 性 . 经 过 离 心 , 变 性 蛋 白 质 的密 度 比 水 的 密 度 为 大 , 因 而 与 水 相 分 离 , 沉 淀 在 水 相 下 面 , 从 而 与 溶 解 在 水 相 中 的 DNA 分开 . 而 酚 与 氯 仿 有 机 溶 剂 比 重 更 大 , 保 留 在 最 下 层 .作 为 表 面 变 性 的 酚 与 氯 仿 , 在 去 除 蛋 白 质 的 作 用 中 , 各 有 利 弊 , 酚 的 变 性 作 用 大 , 但 酚24
与 水 有 一 定 程 度 的 互 溶 , 大 约 10%~15% 的 水 溶 解 在 酚 相 中 , 因 而 损 失 了 这 部 分 水 相 中 的DNA, 而 氯 仿 的 变 性 作 用 不 如 酚 效 果 好 , 但 氯 仿 与 水 不 相 混 溶 , 不 会 带 走 DNA. 所 以 在 抽 提过 程 中 , 混 合 使 用 酚 与 氯 仿 效 果 最 好 . 经 酚 第 一 次 抽 提 后 的 水 相 中 有 残 留 的 酚 , 由 于 酚 与 氯仿 是 互 溶 的 , 可 用 氯 仿 第 二 次 变 性 蛋 白 质 , 此 时 一 起 将 酚 带 走 . 也 可 以 在 第 二 次 抽 提 时 , 将酚 与 氯 仿 混 合 (1:1) 使 用 .10. 为 什 么 用 酚 与 氯 仿 抽 提 DNA 时 , 还 要 加 少 量 的 异 戌 醇 ?在 抽 提 DNA 时 , 为 了 混 合 均 匀 , 必 须 剧 烈 振 荡 容 器 数 次 , 这 时 在 混 合 液 内 易 产 生 气 泡 ,气 泡 会 阻 止 相 互 间 的 充 分 作 用 . 加 入 异 戌 醇 能 降 低 分 子 表 面 张 力 , 所 以 能 减 少 抽 提 过 程 中的 泡 沫 产 生 . 一 般 采 用 氯 仿 与 异 戌 醇 为 24:1 之 比 . 也 可 以 采 用 酚 , 氯 仿 与 异 戌 醇 之 比 为25:24:1( 不 必 先 配 制 , 可 在 临 用 前 把 一 份 酚 加 入 一 份 24:1 的 氯 仿 互 异 戌 醇 即 成 ), 同 时 异 戌醇 有 助 于 分 相 , 使 离 心 后 的 上 层 水 相 , 中 层 变 性 蛋 白 相 以 及 下 层 有 机 溶 剂 相 维 持 稳 定 .11. 为 什 么 要 用 pH8 的 Tris 水 溶 液 饱 和 酚 ? 呈 粉 红 色 的 酚 可 否 使 用 ? 如 何 保 存 酚 不 被 空 气 氧化 ?因 为 酚 与 水 有 一 定 的 互 溶 . 苯 酚 用 水 饱 和 的 目 的 是 使 其 抽 提 DNA 过 程 中 , 不 致 吸 收样 品 中 含 有 DNA 的 水 分 , 减 少 DNA 的 损 失 . 用 Tris 调 节 至 pH 为 8 是 因 为 DNA 在 此 条 件下 比 较 稳 定 . 在 中 性 或 碱 性 条 件 下 (pH5~7),RNA 比 DNA 更 容 易 游 离 到 水 相 , 所 以 可 获 得RNA 含 量 较 少 的 DNA 样 品 .保 存 在 冰 箱 中 的 酚 , 容 易 被 空 气 氧 化 而 变 成 粉 红 色 , 这 样 的 酚 容 易 降 解 DNA, 一 般 不可 以 使 用 . 为 了 防 止 酚 的 氧 化 , 可 加 入 巯 基 乙 醇 和 8- 羟 基 喹 啉 至 终 浓 度 为 0.1%。8- 羟 基 喹啉 是 带 有 淡 黄 色 的 固 体 粉 末 , 不 仅 能 抗 氧 化 , 并 在 一 定 程 度 上 能 抑 制 Dnase 的 活 性 , 它 是金 属 离 子 的 弱 螯 合 剂 。 用 Tris pH8.0 水 溶 液 饱 和 后 的 酚 , 最 好 分 装 在 棕 色 小 试 剂 瓶 里 , 上 面盖 一 层 Tris 水 溶 液 或 TE 缓 冲 液 , 隔 绝 空 气 , 以 装 满 盖 紧 盖 子 为 宜 , 如 有 可 能 , 可 充 氮气 , 防 止 与 空 气 接 触 而 被 氧 化 。 平 时 保 存 在 4℃ 或 -20℃ 冰 箱 中 , 使 用 时 , 打 开 盖 子 吸 取后 迅 速 加 盖 , 这 样 可 使 酚 不 变 质 , 可 用 数 月 。25