实验目的
(1)了解基因组DNA的提取原理。
(2)掌握乳酸菌基因组的提取方法。
实验原理
乳酸菌是革兰氏阳性菌,细胞壁比较厚,因此本实验中利用溶菌酶和SDS破壁。然后利用酚/氯仿/异戊醇反复抽提蛋白质碎片等杂质,经异丙醇沉淀DNA、乙醇洗涤DNA,得到较高纯度的基因组DNA。
实验材料
(一)菌种
乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)。
(二)培养基
M17液体培养基(培养基15)。
(三)试剂
(1)TE缓冲液(1L)10mmolTris?HCl、1mmolEDTA,pH8.0,121℃、20min灭菌备用。
(2)0.5mo1/L EDTA EDTA186.1g溶于800mL双蒸水中,用NaOH调pH至8.0,定容至1000mL,121℃、20min灭菌备用。
(3)200g/L SDS SDS200g溶于900mL双蒸水中,加热至68℃助溶,用HCl调pH至7.2,定容至1000mL。
(4)TES缓冲液(1L)50mmolTris?HCl缓冲液,1mmolEDTA,质量分数为6.7%的蔗糖,pH8.0.
(5)RNaseA、溶菌酶、酚/氯仿/异戊醇(25:24□1,体积比)、异丙醇、70%乙醇。
(四)仪器及其他用品
恒温培养箱、紫外分光光度计、恒温水浴锅、高速离心机、微量移液器、1.5mL离心管。
实验流程
菌种培养→收集菌体细胞→菌体裂解→酚/氯仿/异戊醇抽提蛋白→DNA沉淀,溶解
实验步骤
(一)菌种培养
挑取乳酸菌菌落到装有5mL M17液体培养基的试管中,37℃培养至OD600值2.0~2.5.
(二)菌体细胞的收集
取1.5mL培养好的菌液于1.5mL离心管中,6000r/min离心1min,弃上清液,收集菌体细胞。用ddH2O或者TE缓冲液漂洗菌体细胞两次,然后将菌体细胞重新悬于500μL的TES缓冲液中。
(三)菌体细胞的裂解
将每管菌液加入10mg的溶菌酶,混合均匀后37℃裂解30min,再加入125μL 200g/L的SDS,混合均匀后37℃裂解15min。
(四)酚/氯仿/异戊醇抽提
在每管中加入等体积的酚/氯仿/异戊醇(25:24□1,体积比),充分混匀后,4℃下12000r/min离心10min,将上清液转入新的离心管中,重复抽提3次。
(五)DNA的获得
将上清液中加入约0.8体积的异丙醇,-20℃放置60min,以充分沉淀DNA。然后,15000r/min离心5min,弃去上清液(注:该操作一定要细心)。将Ep管中加入1mL体积分数是70%的乙醇洗涤沉淀,15000r/min离心5min后,小心弃去上清液后自然干燥。用100μL TE缓冲液溶解DNA,并加入适量RNaseA,-20℃冰箱放置备用。
实验结果与报告
(一)DNA定量
DNA在260nm处有最大吸收峰,蛋白质在280nm处有最大的吸收峰,盐和小分子则集中到230nm处。因此,可以用260nm波长测定DNA的浓度,OD260=1相当于大约50μg/mL双链DNA。如用1cm光径,用H2O稀释DNA样品n倍后并以H2O为空白对照,根据此时读出的值即可计算出样品稀释前的浓度:
DNA(mg/mL)=50×OD260×稀释倍数/1000
DNA纯品的OD260/OD280为1.8,故根据OD260/OD280值可以估计DNA的纯度。若比值高说明含有RNA,比值较低说明有残余蛋白质存在。OD230/OD260的比值应该在0.4~0.5之间,若比值较高说明有残余的盐存在。
(二)电泳检测
取1μg基因组DNA在1%的琼脂糖凝胶中电泳,检测DNA的完整性或多个样品的浓度是否相同。电泳结束后应该出现单一的条带。
注意事项
(1)所有的用品均需要高温灭菌,以灭活残余的DNA酶。
(2)所有的试剂均用灭菌的超纯水配制。
(3)收集菌体细胞时,一定要将上清液吸净。
(4)乙醇洗涤后一定要自然干燥,去除残留的乙醇,以免影响下一步DNA的溶解。
(5)用上述方法提取的基因组DNA的纯度可以满足一般实验(如Southern杂交,PCR等)目的。如果要求更高,可参考有关资料进行DNA的纯化。
思考题
(1)为什么提取乳酸菌基因组DNA的过程中要加入足够的溶菌酶?
(2)酚/氯仿/异戊醇抽提的原理是什么?为什么要收集上清液?
(3)乙醇洗涤完毕后为什么要自然干燥?