基因组DNA提取

基因组DNA提取试剂盒简介：

DNA是遗传信息的载体，是最重要的生物信息分子，是分子生物学研究的主要对象，为了进行测序、杂交、基因表达、文库构建等试验，获得高分子量和高纯度的基因组DNA是非常重要的前提，因此基因组DNA的提取也是分子生物学试验技术中最重要、最基本的操作之一。

Solarbio公司提供各种不同样品基因组DNA提取试剂盒，如植物、动物、细菌、细胞、血液、酵母等基因组DNA提取试剂盒。所提取的基因组纯度高，片段大小在50kb左右。用户可根据需要选用不同的试剂盒来进行不同样品的抽提。

基因组DNA提取的原则：

1、保证核酸一级结构的完整性(因为遗传信息全部储存在核酸一级结构中，故完整的一级结构是保证核酸结构与功能研究的基础)。

2、排除其它分子(如蛋白质、多糖、脂类、有机溶剂等)的污染，使下游试验顺利进行。

基因组DNA提取的原理和方法：

DNA与组蛋白构成核小体，核小体缠绕成中空的螺旋管状结构，即染色丝，染色丝再与许多非组蛋白形成染色体。染色体存在于细胞核中，外有核膜及胞膜。从组织中提取DNA必须先将组织分散成单个细胞，然后破碎胞膜及核膜，使染色体释放出来，同时去除与DNA结合的组蛋白及非组蛋白。

1、样品预处理

从各种不同来源的样品(如细菌、酵母、血液、动植物组织细胞等)中提取高纯度的基因组DNA，因细胞结构及其成分不同，样品预处理方式也不同，以下简单介绍常用提取材料的预处理方式，若需详细了解，请参考本公司各基因组DNA提取试剂盒说明书。

部分样品预处理方式:

植物材料   液氮研磨

动物材料   匀浆、液氮研磨

培养细胞   蛋白酶K处理

细菌          溶菌酶破壁

酵母          破壁酶破壁、玻璃珠研磨

血液          红细胞裂解液去红细胞

2、细胞裂解

CTAB法：适用于植物组织、真菌等。

CTAB是一种阳离子去污剂，可溶解细胞膜，并与核酸形成复合物。该复合物在高盐溶液中(>0.7M NaCl)是可溶的，通过有机溶剂抽提，去除蛋白、多糖、多酚等杂质后加入乙醇沉淀即可使核酸分离出来。

SDS法：适用于细菌、血液、酵母、动物组织、细胞等。

SDS是一种阴离子去污剂，可溶解细胞膜，裂解细胞，使蛋白质变性、染色体解体。

其它裂解方法：

物理方式：机械剪切、超声波破碎、研磨匀浆等

化学方式：异硫*酸胍、碱裂解等

酶法：        蛋白酶K

3、DNA分离纯化

纯化要求：核酸样品中不应存在对酶(如核酸内切酶、DNA聚合酶等)有抑制作用的成分。其它生物大分子如蛋白质、多糖、多酚和脂类分子等污染应降低到最低程度。排除其它核酸分子的污染，如提DNA时应去除RNA，反之亦然。

纯化方法：细胞破碎后，常使用吸附材料结合方法去除杂质和纯化DNA，主要有硅基质材料、阴离子交换树脂和磁珠等。因硅基质材料可特异吸附核酸DNA，使用方便、快捷，不需要使用有毒溶剂如酚、氯仿等，使得提取基因组像过滤一样简单，因此硅基质材料成为大规模分离纯化DNA的通用方法。

硅基质材料吸附核酸的原理：主要利用DNA在高盐低pH值环境下与硅基质材料相结合，在低盐高pH值环境下与硅基质材料脱离的特征。其机理可能是高浓度盐离子破坏了硅基质水分子结构，形成阳离子桥，当盐被清除后，再水化的硅石破坏了基质和DNA之间的吸引力，因而DNA从硅基质上被洗脱下来。

注意事项：尽量简化操作步骤，缩短提取过程，以减少各种有害因素对核酸的破坏。

减少化学物质对DNA的降解，为避免过酸、过碱对DNA双链中磷酸二酯键的破坏，操作多在pH值4.0-10.0的条件下进行。

防止基因组DNA的生物降解，主要是DNase降解基因组DNA，DNase需二价金属阳离子如Mg2+等的激活，可用EDTA等金属离子螯合剂螯合Mg2+以抑制DNase的活性。

减少物理因素对DNA的降解，物理降解因素主要包括机械剪切力(如剧烈振荡、搅拌等)，细胞突然置于低渗液中导致的细胞爆炸式破裂，DNase大量释放，样品反复冻融和高温等。

4、DNA洗脱收集

DNA的洗脱效率取决于以下重要因素：

洗脱液成分：采用硅基质膜吸附的DNA，可将DNA在低盐高pH值条件下洗脱下来。pH值在7.0-8.5之间洗脱效率较高，pH值低于7.0则洗脱效率很低。一般基因组提取试剂盒中的洗脱缓冲液就是TE(pH8.0)，既为DNA从硅基质膜上洗脱下来提供良好的pH环境，其中的EDTA又能保证DNA不被DNase降解，同时由于EDTA浓度非常低，对核酸内切酶、DNA聚合酶的影响非常微弱，不影响后续实验，可放心使用。

洗脱液体积：当洗脱液体积小于30ul时，洗脱效率很低且不稳定；当洗脱液体积在50-200ul时，洗脱效率稳定在80-90﹪，并可保证得到最大产量，因此洗脱液体积不能小于30ul。

加洗脱液部位：100-200ul洗脱液能完全覆盖硅基质膜，DNA的洗脱量可得到保证，但当洗脱液体积较少如30-50ul时，须在硅基质膜中间部分悬空滴加洗脱液，以确保少量的洗脱液能完全覆盖硅胶膜。

洗脱液的温度：在加洗脱液之前，先将洗脱液在60-75℃水浴中预热10分钟，可有效提高DNA的洗脱效率。

洗脱时间和次数：加入预热的洗脱液后，可在室温放置2-5分钟使DNA完全溶解在洗脱液里通过离心而洗脱下来。同时可进行二次或三次洗脱，即将前次洗脱下来的洗脱液再上柱、离心，使前次没有洗脱下来的DNA再次溶解在洗脱液里，从而提高DNA的产量。

5、DNA的定量及检测

提取得到的DN**段需从分子质量、浓度、纯度等方面进行检测，从而判断DNA质量。

用琼脂糖凝胶电泳分析DNA分子质量：得到的基因组DN**段的大小与样品保存时间、操作过程中的剪切力等因素有关。Solarbio公司的基因组DNA提取试剂盒提取的不同材料基因组DN**段大小一般在50kb左右，能很好地满足后续试验的要求。通常用琼脂糖凝胶电泳分析DNA分子质量时，以溴酚蓝为示踪染料，EB染色，紫外观察，并与DNA分子量标准对照即可判断所提DNA的平均分子量。高质量的基因组DNA应显示为单一条带，如DNA降解则表现为弥散条带。

用紫外分光光度计检测DNA浓度和纯度：

浓度测定：DNA在OD260处有显著吸收峰，OD260值为1相当于大约50ug/ml双链DNA。

以下简单介绍OD260的测定方法：

所提基因组DNA样品=100ul

进行OD260值测定的待测样品=20ul所提基因组DNA样品+180ul

TE=200ul

DNA稀释倍数=200ul/20ul=10倍

如200ul待测样品OD260值=0.2

待测样品浓度(即100ul基因组DNA样品浓度)=50ug/ml×OD260值×稀释倍数=100 ug/ml所提100ul基因组DNA样品总量=100 ug/ml×100ul=10ug DNA

纯度测定：一般用OD260/OD280值检测DNA样品的纯度。正常OD260/OD280值约为1.7-1.9，说明DNA纯度较好；若OD260/OD280值小于1.7，说明可能有蛋白污染；若OD260/OD280值大于2.0，说明可能有RNA污染或DNA已经降解。

注：因为pH值和离子会影响光吸收值，因此洗脱时如不使用洗脱缓冲液，而使用去离子水，OD260/OD280值会偏低，但并不表示纯度低。

6、DNA的储存

储存溶液：DNA为两性解离分子，在碱性条件下较稳定，因此一般用TE(pH8.0)保存。TE的成分为：10 mM Tris-HCl(Tris与盐酸形成强的缓冲对)；1 mM EDTA(乙二胺四乙酸，能螯合二价金属阳离子，抑制DNase的活性)；pH8.0(碱性条件可减少DNA的脱氨作用，防止降解)。ddH2O的正常pH值为7.0，可作为DNA的储存液，但有些实验室制备的ddH2O呈酸性(pH值小于7.0)，这不仅影响DNA的洗脱效率，而且导致长时间保存的DNA容易发生降解。因此建议用TE作为DNA的长期储存液。

储存条件：为避免DNA降解，提取的DNA应先进行分装，然后置于-20℃或-70℃保存，同时注意避免反复冻融造成DNA降解。