帶電荷的物質在電場中的趨向運動稱為電泳。電泳的種類多,應用非常廣泛,它已成為分子生物學技術中分離生物大分子的重要手段。瓊脂糖凝膠電泳由于其操作簡單、快速、靈敏等優點,已成為分離和鑒定核酸的常用方法。
實驗目的:掌握瓊脂糖凝膠電泳的原理,學習瓊脂糖凝膠電泳的操作。
實驗材料:質粒DNA、BAC、植物總DNA或它們的酶切產物。
實驗原理:在pH值為8.0~8.3時,核酸分子堿基幾乎不解離,磷酸全部解離,核酸分子帶負電,在電泳時向正極移動。采用適當濃度的凝膠介質作為電泳支持物,在分子篩的作用下,使分子大小和構象不同的核酸分子泳動率出現較大的差異,從而達到分離核酸片段檢測其大小的目的。核酸分子中嵌入熒光染料(如EB)后,在紫外燈下可觀察到核酸片段所在的位置。
實驗步驟:
1. 用膠帶將洗凈、干燥的制膠板的兩端封好,水平放置在工作臺上;
2. 調整好梳子的高度;
3. 稱取0.24 g瓊脂糖于30 ml 0.5×TBE中,在微波爐中使瓊脂糖顆粒完全溶解,冷卻至45-50篊時倒入制膠板中;
4. 凝膠凝固后,小心拔去梳子,撕下膠帶;
5. 將電泳樣品與溴酚藍混合后將樣品依次點入加樣孔中;
pUC18 5祃 + ddH2O 3祃 + 溴酚藍2祃 共10祃于0.5ml tube中混合后點樣;
6. 將制膠板放入電泳槽中,加入電泳液,打開電泳儀,使核酸樣品向正極泳動;
7. 電泳完成后切斷電源,取出凝膠,放入0.5 礸/ml的溴化乙錠(EB)溶液中染色10-15 min,清水漂洗后置于紫外透射儀上觀察電泳結果,并照相記錄。
附注:
1.影響DNA在瓊脂糖凝膠中遷移速率的因素:
1) DNA分子大小 遷移速率U與logN成反比(N為堿基對數目)。分子大小相等,電荷基本相等(DNA結構重復性)。分子越大,遷移越慢。等量的空間結構緊密的電泳快(超螺旋>線性DNA)
2) 瓊脂糖濃度:logU=logU0 Kr? 膠濃度,U為遷移率,U0 為DNA的自由電泳遷移率,?為膠濃度,Kr為介質阻滯系數。不同的凝膠濃度,分辨不同范圍的DNA
Agarose: 0.5%: 1-30 kb; 0.7%: 0.8-12 kb
1.2%: 0.4-7 kb; 1.5%: 0.2-3 kb.
3) DNA構象:一般遷移速率超螺旋環狀>線狀DNA>單鏈開環。當條件變化時,情況會相反,還與瓊脂糖的濃度、電流強度、離子強度及EB含量有關。
4) 所加電壓:低電壓時,線狀DNA片段的遷移速率與所加電壓成正比。使分辨效果好,凝膠上所加電壓不應超過5V/cm
5) 堿基組成與溫度:一般影響不大4 -30 ℃
6) 嵌入染料的存在:降低線性DNA遷移率,(不提倡加在電泳液中)
7) 電泳緩沖液(0.5×TBE)的組成及其離子強度影響DNA的遷移率,無離子存在時,核酸基本不泳動,離子強度過大產熱厲害,熔化凝膠并導致DNA變性,一般采用1×TAE,1×TBE,1×TPE(均含EDTA pH8.0)。
2.溴化乙錠(EB)為致癌劑,操作時應戴手套,盡量減少臺面污染。
3.電泳指示劑:核酸電泳常用的指示劑有兩種,溴酚藍(bromophenol blue, Bb)呈藍紫色;二甲苯晴(xylene cyanol, Xc)呈藍色,它攜帶的電荷量比溴酚藍少,在凝膠中的的遷移率比溴酚藍慢。