首先引物设计
引物设计有3 条基本原则:首先引物与模板的序列要紧密互补,其次引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构,再次引物不能在模板的非目的位点引发DNA 聚合反应(即错配)。
具体实现这3 条基本原则需要考虑到诸多因素,如引物长度(primer length),产物长度 (product length),序列Tm 值 (melting temperature),引物与模板形成双链的内部稳定性(internal stability, 用ΔG 值反映),形成引物二聚体(primer dimer)及发夹结构(duplex formation and hairpin)的能值,在错配位点( false priming site ) 的引发效率, 引物及产物的GC 含量(composition),等等。必要时还需对引物进行修饰,如增加限制性内切酶位点,引进突变等。根据有关参考资料[24],引物设计应注意如下要点:
(1)引物的长度一般为15-30 bp,常用的是18-27 bp,但不应大于38,因为过长会导致其延伸温度大于74℃,不适于Taq DNA 聚合酶进行反应。
(2)引物序列在模板内应当没有相似性较高,尤其是3’端相似性较高的序列,否则容易导致错配。引物3’端出现3 个以上的连续碱基,如GGG 或CCC,也会使错误引发机率增加。
(3)引物3’端的末位碱基对Taq 酶的DNA 合成效率有较大的影响。不同的末位碱基在错配位置导致不同的扩增效率,末位碱基为A 的错配效率明显高于其他3 个碱基,因此应当避免在引物的3’端使用碱基A。另外,引物二聚体或发夹结构也可能导致PCR 反应失败。5’端序列对PCR 影响不太大,因此常用来引进修饰位点或标记物。
(4)引物序列的GC 含量一般为40-60%,过高或过低都不利于引发反应。上下游引物的GC 含量不能相差太大。
(5)引物所对应模板位置序列的Tm 值在72℃左右可使复性条件*佳。Tm 值的计算有多种方法,如按公式Tm=4(G+C)+2(A+T),在Oligo 软件中使用的是*邻近法(the nearest neighbor method) 。
(6)ΔG 值是指DNA 双链形成所需的自由能,该值反映了双链结构内部碱基对的相对稳定性。应当选用3’端ΔG 值较低(绝对值不超过9),而5’端和中间ΔG 值相对较高的引物。引物的3’端的ΔG 值过高,容易在错配位点形成双链结构并引发DNA 聚合反应。
(7)引物二聚体及发夹结构的能值过高(超过4.5kcal/mol)易导致产生引物二聚体带,并且降低引物有效浓度而使PCR 反应不能正常进行[8]。
(8)对引物的修饰一般是在5’端增加酶切位点,应根据下一步实验中要插入PCR 产物的载体的相应序列。
1.1.1 PCR 的引物设计
首先从GenBank 查到VI 型胶原蛋白的α1 链的mRMA 序列,序列号为 NM_001848.其序列长为 4164bp,其中98 到3184 为VI 型胶原蛋白的α1链的编码序列,98 到865 编码VI 型胶原蛋白的α1 链的氨基端球状结构域,
866 到1873 编码胶原的三股螺旋结构域,1874 到3181 编码VI 型胶原蛋白的α1 链的羧基端球状结构域。
接着采用Primer Premier 5.0 进行引物设计,设计结果如下:
图2-1 Primer Premier 5.0 进行引物设计
由表中可知引物的GC 含量较高,扩增的片断较长,而且存在错配和引
物二聚体,在进行PCR 扩增时存在一定的困难。
1.1.2 胎盘组织总RNA 的提取
Trizol 法提取胎盘组织的总RNA
为防止RNA 酶污染,以下的操作均应戴RNA free 的一次性手套
(1)液氮研磨 将组织块直接放入研钵内,加入少量液氮,迅速研磨,待组织变软后,再加入少量液氮再研磨,如此三次,待组织充分磨碎后按 50~100mg/mlTrizol 加入Trizol 试剂,待化冻将其转入离心管中。
(2)室温放置10min,待其充分裂解组织。
(3)按200μl /mlTrizol 加入,振荡混匀5min,室温放置15min
(4)4℃ 12000g 离心15min。
(5)吸取上清水相转移至另一离心管中。
(6)按0.5ml 异丙醇/mlTrizol 加入异丙醇,混匀室温放置10min。
(7)4℃ 12000g 离心10min,去上清,RNA 沉淀于管底。
(8)加入适量75%的乙醇温和振荡离心管,悬浮沉淀。
(9)4℃ 8000g 离心5min,去上清,RNA 沉淀于管底。
(10)室温干燥(晾干)5~10min,RNA 样品不要过于干燥否则很难溶解。
(11)用20μlH2O (DEPC 处理后高压灭菌)或TE 缓冲液溶解RNA 于-20℃冷冻保存。
在这里说一下一般组织的处理方法:
器材准备
首先准备一个保温杯,隔热效果好一点,但是不要盖太紧,用于装液氮。
剪刀、镊子,无菌水,PE 手套。
过程:
取组织*重要的一点就是迅速。就地将组织取下(一定要新鲜),首先用无菌水冲洗几次,去掉血沫。戴上手套,用处理过的剪刀、镊子把组织剪成拇指盖大小的组织块,将这样的组织块放入RNA Free 的PE 手套中,立即将装有组织块的RNA Free 的PE 手套放入装液氮的保温杯,处理完后将保温杯带回实验室,从保温杯取出装有组织块的RNA FreePE 手套放入-70 度的冰箱中冻存。在研磨的时候,组织块还是太大,不好磨,容易蹦出来,我的做法是将组织块先取出来用液氮冻一下,然后放入RNA Free 的PE 手套中用锤或者厚背菜刀将其拍碎,在组织解冻之前迅速把拍碎的组织转移到研钵,在加入液氮把组织研成粉末,转移到离心管内。
1.1.3 RNA 样品电泳
利用1%琼脂糖凝胶电泳检测提取的胎盘 RNA:
(1)在已加有20ml 1×TBE 电泳缓冲液的三角锥瓶中加入准确称量的琼脂糖粉0.16g。缓冲液不宜超过锥瓶的50%容量。
(2)锥瓶口处加一较松的磨砂玻璃瓶塞,放入微波炉中用中火加热40 秒至琼脂糖完全溶解,室温下冷却至60℃,加入溴化乙锭(EB)1μl,充分混匀。
(3)将胶模放入胶槽中固定好,并在距底板0.5-1.0mm 的位置放置梳子,以便加入琼脂糖后可以形成完好的加样孔。
(4)将温热的琼脂糖溶液倒入胶模中,凝胶的厚度在3-5mm 之间。检查梳子的齿下或齿间是否有气泡。
(5)在凝胶完全凝固后(于室温放置10-15 分钟),小心移去梳子,将凝胶放入电泳槽中。
(6)加入恰好没过胶面约1mm 深的足量电泳缓冲液(与凝胶中使用同一批次的电泳缓冲液)。
(7)取5μl RNA 样品与1μl 的6×Loading Buffer(溴酚蓝、二甲苯青FF、蔗糖水溶液或甘油水溶液的混合物)混合后,用微量移液器缓慢将混合物加入加样孔内。此时凝胶已浸没在缓冲液中。
(8)盖上电泳槽并通电,使DNA 向阳极移动。用1-5V/cm 的电压降(按两极间距离计算)。如果接线正确,则会在阳极和阴极处产生气泡(由于发生电解)。几分钟后,溴酚蓝从加样孔中迁移到凝胶中。继续电泳直至溴酚蓝和二甲苯青FF 在凝胶中迁移出适当的距离,一般溴酚蓝电泳至凝胶的中部即可。
(9)切断电流,从电泳槽上拔下电线,打开槽盖。取出凝胶。
(10)紫外灯下观察RNA 的移动情况并拍照。
检测RNA 溶液的吸光度
待测核酸以水为溶剂并作适当稀释(这里稀释400 倍:5μl RNA 样品+1995μl蒸馏水),使用1cm 光程的石英比色杯,以水调好仪器的零点,然后测定并记录样品液在280,260nm 处的吸光度。以估算RNA 的纯度和浓度。
280、320、230、260nm 下的吸光度分别代表了核酸、背景(溶液浑浊度)、盐浓度和蛋白等有机物的值。一般的,我们只看OD260/OD280(Ratio,R)。 1.8~2.0时,我们认为RNA 中蛋白或者时其他有机物的污染是可以容忍的,不过要注意,当用Tris 作为缓冲液检测吸光度时,R 值可能会大于2(一般应该是<2.2 的)。
当R<1.8 时,溶液中蛋白或者时其他有机物的污染比较明显,你可以根据自己的需要决定这份RNA 的命运。当R>2.2 时,说明RNA 已经水解成单核酸了。
纯RNA 的A260/A280 的比值为2.0。A260/A280 的比值还表明RNA 的纯度,其值小于2.0 表明裂解液中有亚硫氰胍和β-巰基乙醇残留,其值大于2.4,需用乙酸盐,乙醇沉淀RNA。
RNA 浓度的计算
如果RNA 的量够,可在260nm(A260)用分光光度法测定RNA 的得率,1个单位等于40μg/mlssRNA(单链RNA)。RNA 浓度=40μg/ml×A260×稀释倍数
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