? 牛胰脱氧核糖核酸酶(DNaseI),水解DNA 3?-磷酸酯键,产生5?-磷酸的寡核苷酸,平均长度为4个核苷酸
? 牛脾脱氧核糖核酸酶(DNase II),水解DNA 5'-磷酸酯键,产生3?-磷酸的寡核苷酸,平均长度为6个核苷酸 限制性内切酶:
? 可识别特异的碱基序列并将其水解断开,产物带5?-磷酸 基,已发现数千种,是基因工程的重要工具酶 ? 回文序列
? 粘性末端与平头末端 ? 限制性酶切图谱 常用核酸外切酶: ? 蛇毒磷酸二酯酶:水解3?-末端核苷酸与相邻核苷酸之间的3?-磷脂键,产生5?-磷酸NMP ? 牛脾磷酸二酯酶:水解5?-末端核苷酸与相邻核苷酸之间的5?-磷脂键,产生3?-磷酸NMP N-糖苷酶:水解碱基与核糖之间的糖苷键;产物为含氮碱基和无碱基末端的寡核苷酸 核苷酸酶:水解核苷酸的磷脂键;产物为核苷和磷酸 常用研究技术:
(1)核酸的分离纯化: 一般原则:条件温和,避免断裂;抑制核酸酶,避免降解;区分不同类型核酸。 (2)DNA的分离:
? 主要在于除去Pr、RNA
? 在十二烷基硫酸钠(SDS)存在下用蛋白酶消化细胞,再用苯酚和氯仿除去蛋白酶,用RNase除去RNA,操作在低温下进行,防止过酸、过碱、或机械振荡,可得高质量的DNA ? 真核生物染色体DNA与蛋白质的复合物(DNP)溶于水和浓盐溶液,但不溶于0.14mol/L的盐溶液,用苯酚或氯仿使蛋白质变性,DNA溶于水相
? 原核生物染色体DNA结合蛋白质较少,较易分离,用溶菌酶和SDS破碎细胞后,用氯仿异戊醇抽提Pr,再乙醇沉淀,重新溶解后用RNase除去RNA
? 质粒DNA为cccDNA,分子量较小,有超螺旋,因此密度和染色体DNA有明显的不同,可以用超离心分开
(3)RNA的分离纯化:RNA易被广泛存在的RNase水解,所有器皿与溶液都要经过处理除去RNase,在破碎细胞的同时应使RNase失活,在实验反应体系中要加RNase的抑制剂,常用皂土、二乙基焦碳酸、肝素、精胺。 目前常用的分离方法:
? 胍盐/氯化铯密度梯度离心(RNA密度>1.89,DNA密度约1.71,蛋白质密度<1.33). ? 酸性胍盐/酚/氯仿法 常用分离纯化技术: (1)沉降分离
? 利用沉降速度和密度的不同分离核酸
? RNA常用蔗糖密度梯度、DNA常用CsCl密度梯度
? 沉降次序:RNA>闭环DNA>线状DNA>有开口的环状DNA ? 碱基组成对密度有影响
? 加入啡啶溴红染料,作为指示剂 (2)凝胶电泳
? 影响因素:胶浓度;核酸分子大小;核酸构象;碱基组成
? 电泳迁移率次序:超螺旋DNA>线状DNA>有开口的环状DNA
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? RNA分离时,常加入蛋白质变性剂,如甲醛 ? 加入碱基染料作为指示剂
? 电泳后核酸可用于分子杂交,也可回收使用
? 琼脂糖凝胶电泳:孔隙大,支撑强度不高,适用水平电泳 ? 聚丙烯酰胺凝胶电泳:孔隙小,支撑强度高,适用垂直电泳 核酸序列的研究技术: 核酸的碱基顺序分析: (1)酶法分析:
? 1975,Sanger提出加减法,1977,提出了末端终止法
? 利用ddNTP在相应的位置终止体外复制DNA链的延伸,从而获得不同长度的具有特定碱基末端的核苷酸链,通过电泳分析,确定DNA的碱基序列 ? 反应系统:
? 模板链,引物,DNA聚合酶 ? 有同位素标记的4种核苷酸
? 分成四个反应组,分别加入对应ddNTP,比如T组加入ddTTP
? 当对应的ddNTP参入正在合成的核酸链时,合成在此处终止,形成不同长度的DNA片段
? 电泳将不同片段分开,读出DNA序列
? DNA自动分析仪
(2)分子杂交技术:定义:利用变性后复性过程中,不同来源的核酸分子可以形成杂合双链的特点,用人工合成的探针标记特定序列的核酸分子。 杂交技术
? 探针:人工合成的与目标核酸序列互补的小片段核酸序列,特异性的与目标核酸结合。带有标记物,可以用较简单的方法检测。
? 标记:放射性标记、酶标记、金属标记、抗原抗体标记(地高辛) ? Southern杂交:探针与DNA杂交 ? Northern杂交:探针与RNA杂交
? 原位杂交:在细胞内进行的杂交,可以实现对核酸的定位 (3)聚合酶链式反应技术(PCR):DNA体外扩增技术,利用DNA聚合酶在体外以目标核酸链为模板聚合复制DNA,达到扩增目标基因的目的
原理:在有引物存在的前提下,DNA聚合酶以包含目的基因的DNA单链为模板,延伸引物链,形成DNA双链;DNA双链可以通过热变性拆分成单链,再与引物结合,作为模板继续复制DNA;通过上述过程的循环,可以实现目的基因的扩增。 反应体系:
? DNA聚合酶:使用热稳定的DNA聚合酶,如Taq ? 目标基因链:合适的长度
? 引物:人工合成的与目标基因链互补的小片段DNA,可根据需要,带上相应的标记物 ? 含四种核苷酸的缓冲液 反应流程:
? 热变性:常在95?C下进行,时间一般2min~5min ? 退火复性: 45~50?C,30~40S ? 酶促聚合反应:70~75 ?C,1~2min ? 重复上述步骤
PCR发展:自动PCR仪、RT-PCR、定量PCR
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