试验二质粒dna电泳鉴定武汉大学药学院.ppt

实验二 质粒DNA电泳鉴定 生物技术制药实验 武汉大学药学院实验教学中心 生物技术实验室 主讲教师：刘永梅 刘永平 实验目的 掌握琼脂糖凝胶电泳分离DNA的原理； 学习琼脂糖凝胶电泳的操作方法 实验原理及背景知识简介 电泳是分离和纯化DNA片段的最常用技术。如DNA制备、浓度测定、目的DNA片段分离，重组子的酶切鉴定等均需要电泳完成。 根据分离的DNA大小及类型的不同，DNA电泳主要分两类： 聚丙烯酰胺凝胶电泳??适合分离1kb以下的片段，最高分辨率可达1bp，也用于分离寡核苷酸，在引物的纯化中也常用此中凝胶进行纯化，也称PAGE纯化。 琼脂糖凝胶电泳??可分离的DNA片段大小因胶浓度的不同而异，胶浓度为0.5～0.6%的凝胶可以分离的DNA片段范围为20bp～50kb。电泳结果用溴化乙锭（EB）染色后可直接在紫外下观察，并且可观察的DNA条带浓度为纳克级，而且整个过程一般1小时即可完成。由于该方法操作的简便和快速，在基因工程中较常用。 琼脂糖凝胶电泳 琼脂糖是一种线性多糖聚合物。 浓度越高，孔隙越小，其分辨能力就越强。 琼脂糖浓度(%) 线型DNA分子的分离范围(Kb) 0.3 5～60 0.6 1～20 0.7 0.8～10 0.9 0.5～7 1.2 0.9～6 1.5 0.2～3 12.0 0.1～2 分离原理 DNA分子在碱性环境中带负电荷，在外加电场作用下向正极泳动 DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时，有电荷效应与分子筛效应。不同的DNA，分子量大小及构型不同，电泳时的泳动率就不同，从而分出不同的区带 琼脂糖凝胶电泳法分离DNA，是利用分子筛效应，迁移速度与分子量的对数值成反比关系 可依据DNA分子的大小使其分离 DNA分子在高于等电点的PH溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。在一定电场强度下，DNA分子的迁移速度与相对分子质量的对数成反比。 ?电泳原理 DNA电泳影响因素（一） DNA分子大小??DNA分子越大在胶中的摩擦阻力就越大，泳动也越慢，迁移速率与线状DNA分子质量的对数值成反比。 DNA分子构型??构型不同，电泳时受到的阻力不同，导致泳动速率的不同。常规电泳中质粒DNA分子的3种构型泳动速率：超螺旋最快、线状分子次之，开环分子最慢。 胶浓度??对于同种DNA分子胶浓度越高，电泳速率越慢。浓度较稀的胶线性范围较宽，而浓的胶对小分子DNA片段呈现较好的线性关系。所以常规实验中对于小片段DNA分子的分离采用高浓度的胶分离（有时甚至用2％的凝胶），而对于分离大片段则用低浓度的凝胶。  DNA电泳影响因素（二） 电场强度?一般约为5V/cm。分辨率不高。在精确测定DNA分子大小时，应降低电压至1V/cm。电场强度偏高，分离的线性范围变窄，也会大量产热导致DNA片段的降解。选择合适电压，如对于大片段DNA的分离可选择较低电压进行（在Southern杂交中的DNA电泳），避免托尾现象的产生；而对于小分子DNA，由于其在凝胶中的快速扩散会导致条带模糊，可选用相对较高的电压以缩短电泳时间。? 溴化乙锭??EB，具有扁平结构，能嵌入到DNA碱基对间，对线状分子与开环分子影响较小而对超螺旋态的分子影响较大。当DNA分子中嵌入的EB分子逐渐增多时，原来为负超螺旋状态的分子开始向共价闭合环状转变，电泳迁移速度由快变慢；当嵌入的EB分子进一步增加时，DNA分子由共价闭合环状向正超螺旋状态转变，这时电泳迁移速率又由慢变快。这个临界点的游离EB质量浓度为0.1?g/ml~0.5?g/ml，即电泳时所加的浓度。对于特殊电泳，消除此因素影响可采用电泳后染色。 电泳缓冲液??目前有3种缓冲液适用于天然双链DNA的电泳：TAE、TBE和TPE，其组成及特点见表2.2。一般常用的DNA电泳选用TAE较多，其电泳时间较快，而且成本比较低，但是其缓冲容量较低，需经常更换电泳液。 DNA电泳影响因素（三） 琼脂糖凝胶电泳中常用的缓冲液 ?Tris-硼酸（TBE） ? Tris-乙酸（TAE） ? Tris-磷酸（TPE） 电泳指示剂溴酚兰在碱性液体中呈紫兰色，一般与蔗糖、甘油或聚蔗糖400组成上样缓冲液。 作用： ①增加样品比重，以确保DNA均匀沉入加样孔内。 ②形成肉眼可见的指示带，预测核酸电泳的速度和位置。 ③使样品呈色，使加样操作更方便。 上样缓冲液 溴化乙锭（EB） 是一种荧光染料，EB分子可嵌入核酸双链的碱基对之间，在紫外线激发下，发出红色荧光。其荧光强度与DNA的含量成正比。据此可粗略估计样品DNA浓度。 琼脂糖凝胶EB染色，肉眼可见核酸电泳带，其DNA量一般5ng。 核酸染色剂 注意事项： EB是致癌物质，切勿用手接触，更不要污染环境。 实验材料及器材 提取的大肠杆菌质粒DNA