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人類(lèi)體細胞染色體
實(shí)驗一  人類(lèi)體細胞染色體標本制備與核型分析
Metaphase Chromosome Preparation and Analysis of Karyotype
【實(shí)驗目的】
1.  熟悉人類(lèi)外周血淋巴細胞的培養方法及染色體標本的制備方法。
2.  熟悉人類(lèi)染色體G顯帶標本制備與分析。
【實(shí)驗原理】
染色體是在顯微鏡下可見(jiàn)細胞有絲分裂過(guò)程中出現的結構。因此,必須獲得染色體標本才能進(jìn)行檢查分析,通常情況下,都是利用外周血淋巴細胞進(jìn)行核型分析。正常情況下,人體外周血淋巴細胞不再分裂,但植物血凝素(PHA)可刺激血中的淋巴細胞轉化成淋巴母細胞,使其恢復增殖能力。因此,可采取少量外周靜脈血,做短期培養,培養至72小時(shí)細胞進(jìn)入增殖旺盛期,此時(shí)加入秋水仙素抑制細胞分裂,使細胞分裂停止在中期以獲得足夠量的分裂期細胞,經(jīng)低滲、固定、制片、染色后鏡下觀(guān)察進(jìn)行核型分析。上述制備的染色體標本經(jīng)胰蛋白酶消化、Giemsa染色后,可在染色體縱軸上顯示出著(zhù)色深、淺相間的橫紋——帶,表明每條染色體的特征。
【實(shí)驗用品】
1.采血器材、酒精燈、培養瓶、超凈工作臺、恒溫培養箱、恒溫水浴箱、離心機、刻度離心管、乳頭吸管、試管架、量筒、試劑瓶、載玻片、吹風(fēng)機、托盤(pán)天平、顯微鏡、鏡油、二甲苯、擦鏡紙、鑷子、燒杯、記號筆、玻片架、火柴、10ml注射器。
2.RPMI 1640液體培養基、小牛血清、肝素(500 U/ml)、植物血凝素(PHA)、秋水仙素(10mg/ml)、KCl低滲液(0.075mol/L)、甲醇、冰乙酸、Giemsa原液、磷酸緩沖液(PH6.8)。
3.2.5%胰酶溶液(Hanks液配制)、0.4%酚紅、Giemsa染色液、1N鹽酸、1N氫氧化鈉。
【實(shí)驗步驟】
一.外周血淋巴細胞染色體標本制備與分析
1. 采血及接種培養
1.1  在酒精燈火焰上,用滅菌注射器(一次性注射器)抽取肝素0.2ml,使肝素濕潤至管壁。
1.2  常規消毒后,采集外周靜脈血5ml,轉動(dòng)注射器使血液與肝素混勻。
1.3  在超凈工作臺中,預先將RPMI 1640液體培養基(5ml,含植物血凝素60mg/ml、10%小牛血清)加入消毒好的小培養瓶中,再滴加25滴全血(6號針頭),水平搖動(dòng)混勻。
1.4  置37℃恒溫培養箱中培養72小時(shí)。培養過(guò)程中每天水平搖動(dòng)培養物1~2次,使血液均勻懸浮,再繼續培養。
1.5  終止培養前2~4小時(shí),加入秋水仙素,使終濃度達到0.2μg/ml。輕輕搖動(dòng)培養瓶,使秋水仙素混勻。繼續培養至72小時(shí)。
2.制片
2.1  收集細胞時(shí),去掉瓶塞,用乳頭吸管吸取培養液,充分混勻培養物,再將全部培養物吸入刻度離心管中。
2.2  1000 rpm離心8分鐘(注意先配平)。
2.3  棄上清液,加入37℃預溫的 0.075 mol/L KCl溶液8 ml,用吸管輕輕吹打細胞團混勻后,置37℃恒溫水浴箱低滲處理25分鐘。
2.4  加入 1ml新配制的固定劑(甲醇:冰乙酸=3:1),用吸管小心吹打、混勻,1000rpm離心8分鐘。
2.5  棄上清液,加入8ml固定劑,吹打細胞團制成細胞懸液后,室溫下固定20分鐘。
2.6  1000 rpm離心 8分鐘。
2.7  棄上清液,重復固定一次。
2.8  棄上清液,根據細胞數量的多少適當加入數滴新配制的固定劑,吹打細胞制成懸液。
2.9  吸取少量細胞懸液,滴2~3滴于冰水浸泡過(guò)的載玻片上,吹散,氣干。
2.10 將標本置Giemsa染液中,染色8分鐘,水洗去浮色,氣干。
2.11 顯微鏡下觀(guān)察染色體標本分裂相的多少及分散情況。
二.人外周血淋巴細胞染色體G顯帶標本制備與分析
1.  G顯帶染色體標本制備
1.1  常規制片后,將標本置70℃烤箱中干烤2小時(shí),自然冷卻。
1.2  取2.5%胰酶溶液5ml,加入染色缸中,加入45 ml生理鹽水,用 1N HCl或1N NaOH及酚紅調節胰酶溶液成紫紅色(PH6.8~7.2),置 37OC預溫。
1.3  將玻片標本放入胰酶溶液中處理25~45秒鐘,不斷輕輕搖動(dòng)玻片,使胰酶作用均勻。隨著(zhù)處理標本數量增加,胰酶逐漸消耗,胰酶作用時(shí)間逐漸延長(cháng)。
1.4  取出染色體玻片標本,置于37℃預溫的生理鹽水中,然后用蒸餾水沖洗玻片(或輕甩,除去多余的胰酶)。
1.5  將玻片標本放入37℃預溫的Giemsa染液中,染色5~10分鐘。
1.6  自來(lái)水沖洗,氣干。
1.7  顯微鏡觀(guān)察。
【實(shí)驗結果與分析】
一. 常規染色體核型分析
1.根據染色體的形態(tài)、大小及著(zhù)絲粒的位置,將染色體分為七組。
A組染色體:包括1~3號染色體。長(cháng)度最長(cháng),1號和3號染色體為中央著(zhù)絲粒,2號染色體為亞中央著(zhù)絲粒染色體。
B組染色體:包括4~5號染色體,長(cháng)度次于A(yíng)組;亞中央著(zhù)絲粒染色體,短臂較短。
C組染色體:包括6~12號和X染色體,中等長(cháng)度,亞中央著(zhù)絲粒染色體。
D組染色體:包括13~15號染色體,具有近端著(zhù)絲粒和隨體。
E組染色體:包括16~18號染色體,16號染色體著(zhù)絲粒在 3/8處,17號和 18號染色體著(zhù)絲粒約在 1/4處。
F組染色體:包括19號和20號染色體,中央著(zhù)絲粒。
G組染色體:包括21號、22號和Y染色體,是染色體組中最小的,為近端著(zhù)絲粒的染色體。21號和22號染色體具有隨體。
2.繪圖:繪出在顯微鏡下觀(guān)察到的染色體。
二.G顯帶染色體標本分析
G帶顯示的正常人顯帶核型特征(見(jiàn)附圖1.1、1.2、1.3)
A組染色體:包括1~3號染色體。長(cháng)度最長(cháng),1號和3號染色體為中央著(zhù)絲粒,2號染色體為亞中央著(zhù)絲粒染色體。
1號染色體
短臂:在320條帶左右的分裂相上,近側段有兩條深帶,第2條深帶稍寬;在處理好的標本上,遠側段可顯出34條淺染的深帶。此臂分為3個(gè)區,近側的第1深帶為2區1帶,第2深帶為3區1帶。
長(cháng)臂:副縊痕緊貼著(zhù)絲粒,染色深淺不一,其遠側為一寬的淺帶,近中段與遠側段各有兩條深帶,中段兩條深帶稍靠近,其中第2條染色較濃。此臂分為四個(gè)區,副縊痕遠側的淺帶為2區1帶,中段第2深帶為3區1帶,遠側段第1深帶為4區1帶。
2號染色體
短臂可見(jiàn)四條深帶,中段的兩條深帶較靠近。此臂分為2個(gè)區,中段兩條深帶之間的淺帶為2區 1帶。
長(cháng)臂:有 7條深帶,第 3和第4深帶有時(shí)融合。此臂分為 3個(gè)區.第2和第3深帶之間的淺帶為2區1帶,第4和第5深帶之間的淺帶為3區1帶。
3號染色體
著(zhù)絲粒區濃染
短臂:在近側段可見(jiàn)一條較寬的深帶,遠側段可見(jiàn)兩條深帶,其中遠側的一條較窄,且著(zhù)色較淺,這是區別3號染色體短臂的重要特征。近側段的深帶可分為兩條深帶。此臂分2個(gè)區,中段淺帶為2區1帶。
長(cháng)臂:一般在近側和遠側段各有一條較寬的深帶。在顯帶好的標本上,近側段的深帶可分為兩條深帶,遠側段的深帶可分為三條深帶。此臂分為2個(gè)區,中段淺帶為2區1帶。
B組染色體:包括4~5號染色體,長(cháng)度次于A(yíng)組;亞中央著(zhù)絲粒染色體,短臂較短。
4號染色體
短臂:可見(jiàn)兩條深帶,近側深帶染色較淺,短臂只有一個(gè)區。
長(cháng)臂:可見(jiàn)均勻分布的四條深帶,在顯帶較好的標本上,遠側段的兩條深帶可各自再分為兩條較寬的深帶。此臂分為3個(gè)區,近側段第1和第2深帶之間的淺帶為2區1帶,遠側段的兩條深帶之間的淺帶為3區1帶。
5號染色體
短臂:可見(jiàn)兩條深帶,其中遠側的深帶寬而且色濃,短臂只有一個(gè)區。
長(cháng)臂:近側段有兩條深帶,染色較淺,有時(shí)不明顯;中段可見(jiàn)三條深帶,染色較深,有時(shí)融合成一條寬的深帶;遠側段可見(jiàn)二條深帶,近末端的一條著(zhù)色較濃。此臂可分為3個(gè)區,中段第 2深帶為 2區1帶,中段深帶與遠側段深帶之間的寬闊的淺帶為 3區 1帶。
C組染色體:包括6~12號和X染色體,中等長(cháng)度,亞中央著(zhù)絲粒染色體。
6號染色體
短臂:中段有一條明顯而寬闊的淺帶,其中近側段和遠側段各有一條深帶,近側深帶緊貼著(zhù)絲粒;在顯帶較好的標本上,遠側段的深帶又可分為兩條深帶。此臂分為2個(gè)區,中段的明顯而寬闊的淺帶為2區1帶。
長(cháng)臂:可見(jiàn)五條深帶,其中近側的一條緊貼著(zhù)絲粒,遠側段末端的一條深帶著(zhù)色較淺。此臂分為2個(gè)區,第2和第3深帶之間的淺帶為2區1帶。
7號染色體
著(zhù)絲粒濃染。
短臂:有三條深帶,中段深帶著(zhù)色較淡,有時(shí)不明顯;遠側深帶著(zhù)色濃寬,狀如”瓶蓋”。此臂分為2個(gè)區,遠側段的淺帶為2區1帶。
長(cháng)臂:有三條明顯的深帶,遠側近末端的一條深帶著(zhù)色較淡,第2和第3深帶稍接近。此臂分為3個(gè)區,近側第1深帶為2區二帶,中段的第2深帶為3區1帶。
8號染色體
短臂:有兩條深帶,中段有一條較明顯的淺帶,這是與10號染色體相區分的主要特征。此臂分為2個(gè)區,中段的淺帶為2區1帶。
長(cháng)臂:可見(jiàn)三條分界不明顯的深帶,遠側段的深帶著(zhù)色較濃。此臂分為2個(gè)區,中段的深帶為2區1帶。
9號染色體
著(zhù)絲粒濃染。
短臂:近側段和中段各有一條帶,在顯帶較好的標本上,中段可見(jiàn)兩條窄的深帶,此臂分為2個(gè)區,中段的深帶為2區1帶。
長(cháng)臂:可見(jiàn)明顯的兩條深帶,副縊痕一般不著(zhù)色,在有些標本上顯現出特有狹長(cháng)的頸部區。此臂分為 3個(gè)區,近側的一條深帶為2區 1帶,遠出的一條深帶為3區二帶。
10號染色體
著(zhù)絲粒濃染。
短臂:近出段和中段各有一條深帶,在有些標本的中段可見(jiàn)兩條深帶,但與8號染色體短行比較,其深帶的分界不夠清晰。此臀只有一個(gè)區。
長(cháng)臂:可見(jiàn)明顯的三條帶,近側的深帶較明顯,遠側的兩條深帶較靠近,這是與8號染色體相鑒別的主要特征。此管分為2個(gè)區,近側段的一條深帶為2區1帶。
11號染色體
短臂:近中段可見(jiàn)兩條靠的很近的較窄的深帶.在顯帶較差的標本上,只能看見(jiàn)一條寬帶。此臂只有1個(gè)區。
長(cháng)臂:近側有一條深帶,緊貼著(zhù)絲粒.遠側段可見(jiàn)一條明顯的較寬的深帶,這條深帶與近側的深帶之間是一條寬闊的淺帶,這是與12號染色體相鑒別的一個(gè)明顯特征;在顯帶較好的標本上,遠側段的深帶可分為兩條較窄的深帶,兩深帶之間有一條很窄的淺帶,一般極難辨認,但它是一個(gè)分區的界標,在有些標本上近末端處還可見(jiàn)一條窄的淡色的深帶。此臂分為2個(gè)區,上述遠側兩條深帶之間的淺帶為2區1帶。
12號染色體
短臂:中段可見(jiàn)一條深帶。此臂只有1個(gè)區。
長(cháng)臂:近側有一條深帶,緊貼著(zhù)絲粒;中段有一條寬的深帶,這條深帶與近側深帶之間有一條明顯的淺帶,但與11號染色體相比較這條淺帶較窄,這是鑒別11號與12號染色體的一個(gè)主要特征;在顯帶好的標本上,中段較寬的深帶可分為三條深帶,其正中的一條著(zhù)色較濃;在有些標本上,遠側段的近端還可見(jiàn)1~2條染色較淡的深帶。此行分為2個(gè)區,中段正中的深帶為2區1帶。
X染色體
其長(cháng)度介于7號和8號染色體之間。
短臂:中段有一條明顯的深帶,如竹節狀。在有些標本上,遠側段還可見(jiàn)一條窄的、著(zhù)色淡的深帶。此臂分為2個(gè)區,中段的深帶為2區1帶。
長(cháng)臂:可見(jiàn)4~5條深帶,近中部的一條深帶最明顯。此臂分為2個(gè)區,近中段的深帶2區1帶。
D組染色體:包括13~15號染色體,具有近端著(zhù)絲粒和隨體。
13號染色體
著(zhù)絲粒濃染。
長(cháng)臂:可見(jiàn)4條深帶,第1和第4帶較窄,染色較淡。第2和第3深帶較寬,染色較濃,此臂分為3個(gè)區,第2深帶為2區1帶,第3深帶為3區1帶。
14號染色體
著(zhù)絲粒濃染。
長(cháng)臂:近側和遠側各有一條明顯的深帶,在處理好的標本上,中段尚可見(jiàn)一條較淺的深帶。此臂分為3個(gè)區,近側深帶為2區1帶,遠側深帶為3區1帶。
15號染色體
著(zhù)絲粒濃染。
長(cháng)臂:中段有一條明顯的深帶,染色較濃,有的標本上,近側段可見(jiàn)l~2條淡染的深帶。此臂分為2個(gè)區,中段深帶為2區1帶。
E組染色體:包括 16~18號染色體,16號染色體著(zhù)絲粒在 3/8處,17號和 18號染色體著(zhù)絲粒約在 1/4處。
16號染色體
短臂:中段有一條深帶,較好的標本上可見(jiàn)兩條深帶。此臂只有1個(gè)區。
長(cháng)臂:中段和遠側各有一條深帶,有時(shí)遠側段的一條不明顯,副縊痕著(zhù)色濃。此臂分為2個(gè)區,中段深帶為2區1帶。
17號染色體
短臂:有一條深帶,緊貼著(zhù)絲粒。此臂只有1個(gè)區。
長(cháng)臂:遠側段可見(jiàn)一條深帶,這條帶與著(zhù)絲粒之間為一明顯而寬的淺帶。此臂分為2個(gè)區,這條明顯而寬的淺帶為2區1帶。
18號染色體
短臂:有一條窄的深帶。此臂只有1個(gè)區。
長(cháng)臂:近側和遠側各有一條明顯的深帶。此臂分為2個(gè)區,兩深帶之間的淺帶為2區1帶。
F組染色體:包括19號和20號染色體,中央著(zhù)絲粒。
19號染色體
著(zhù)絲粒及周?chē)鸀樯顜?,其余為淺帶。短臂和長(cháng)臂均只有1個(gè)區。
20號染色體
著(zhù)絲粒區濃染。
短臂:有一條明顯的深帶。此臂只有1個(gè)區。
長(cháng)臂:在中段和遠側段可見(jiàn)1—2條染色較淺的深帶,有時(shí)全為淺帶。此管只有1個(gè)區。
G組染色體:包括21號、22號和Y染色體,是染色體組中最小的,具近端著(zhù)絲粒的染色體。21號和22號染色體具有隨體。
21號染色體
著(zhù)絲粒區著(zhù)色淺。
與22號染色體相比較,其長(cháng)度比22號短。其長(cháng)臂近側有一明顯而寬的深帶。此臂分為2個(gè)區,其深帶為2區1帶。
22號染色體
著(zhù)絲粒區染色濃。
與21號染色體相比較,其長(cháng)度比21號長(cháng);在長(cháng)臂上可見(jiàn)兩條深帶,近側的一條著(zhù)色較濃而且緊貼著(zhù)絲粒,近中段的一條著(zhù)色淺,在有的標本上不顯現。此臂只有1個(gè)區。
Y染色體
長(cháng)度變化較大,有時(shí)整個(gè)長(cháng)臂被染色成深帶。在染色較好的標本上,可見(jiàn)兩條深帶。此臂只有1個(gè)區。
圖1.1  G顯帶染色體核型
圖1.2  G顯帶染色體核型分析
圖1.3  正常男性G顯帶染色體模式圖
【注意的問(wèn)題】
1.采血時(shí)不要加入太多的肝素,因為肝素含量過(guò)多時(shí)往往抑制淋巴細胞的轉化。
2.培養過(guò)程中培養液逐漸變黃色,說(shuō)明pH發(fā)生了較大變化,將不利于細胞生長(cháng),此時(shí)可加入適量滅菌的1.4% NaHCO3溶液調整,或再加入2~3ml培養液的辦法來(lái)校正。
3.培養失敗的原因,一般有下述幾種:①培養瓶及器材洗滌不符合要求;②配制溶液的雙蒸水不符合要求;③PHA和培養液的質(zhì)量有問(wèn)題,或培養液pH不符合要求;④無(wú)菌操作不符合要求,發(fā)生污染;⑤淋巴細胞對PHA反應降低,致分裂相太少。
4.標本質(zhì)量不佳的原因:①秋水仙素的處理不當,如秋水仙素的濃度不夠或處理時(shí)間不足,結果分裂相太少;如濃度過(guò)高或處理時(shí)間過(guò)長(cháng),則使染色體過(guò)于縮短,難于進(jìn)行分析;②低滲處理不當,低滲處理時(shí)間過(guò)長(cháng)時(shí),細胞膜往往過(guò)早破裂,染色體丟失;如果低滲處理不夠,則染色體分散不佳,難以進(jìn)行計數分析;③離心速度不合適,收集細胞時(shí)離心的速度太低易丟失細胞,如果低滲后離心速度過(guò)高,往往使分裂相過(guò)早破裂,完整的分裂相減少;④標本固定不充分,如固定液不新鮮,或甲醇、冰醋酸的質(zhì)量不佳,結果染色體模糊,或殘留胞漿痕跡,使背景不清;⑤玻片去污不徹底,冷凍不夠,使細胞懸液不能均勻附著(zhù)以致細胞大量丟失,或染色體分散不佳。
5.制備G顯帶染色體標本時(shí),要嚴格控制胰酶消化時(shí)間,時(shí)間不足顯不出帶紋,時(shí)間過(guò)長(cháng),使染色體不規則或形成空泡狀。
附 錄
一、試劑及配制:
1、RPMI1640培養液
RPMI1640     10.4g
肝素         80mg
PHA          182mg
胎牛血清     100ml
抗菌素       8萬(wàn)單位
NaHCO3       2g
雙蒸水定容至1000ml。
抽濾除菌,分裝,-200C保存待用。
2、低滲液(0.075Mol KCl)
KCl        2.794 g
三蒸水     500ml
3、固定液
甲醇(AR):冰醋酸(AR)=3:1     現用現配。
4、Giemsa染液
貯存液
Giemsa       5g
純甘油(AR) 330ml
甲醇 (AR)  33ml
先將Giemsa粉劑溶于少量的甘油中,在研缽中充分研磨至無(wú)顆粒粘糊狀,再將全部甘油加入,然后移至燒杯中,在55~60OC溫箱中放置2小時(shí),冷卻后加入甲醇,充分攪拌均勻,在室溫放置2~3周后過(guò)濾除去絮狀物,儲存在棕色瓶中,一般放置3周后使用效果更好。
使用液
磷酸緩沖液甲、乙各2.5ml,加45ml雙蒸水,加Giemsa原液2.5ml。
5、2.5%胰蛋白酶原液
胰蛋白酶粉劑      2.5g
生理鹽水          100ml
6、秋水仙素(10mg/ml,使用液100μg/ml)
秋水仙素         1g
生理鹽水         100ml    抽濾,4OC棕色瓶保存。
7、肝素(2500U/ml,使用濃度50U/ml)
肝素鈉           312.5 mg
生理鹽水         100ml      高壓滅菌。
8、Hanks液(g/L)
NaCl             8.00
KCl              0.40
CaCl2            0.14
MgSO4•7H2O        0.20
Na2HPO4           0.06
KH2PO4            0.06
NaHCO3           0.35
葡萄糖           1.00
酚紅             0.02
二、記錄和檢查回報表
表1 染色體病病例檢查分析記錄
送檢材料:              檢查目的:               送檢時(shí)間:
編   號:               送 檢 者:               院      科         醫生
患者姓名:              性    別:               年  齡:
臨床檢查摘要于臨床初步診斷:
家系資料:
表2 染色體檢查記錄
(記錄內容:顯微鏡號、標本號、座標、核型與異常特點(diǎn))
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
37
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
48
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
表3 染色體畸變分析記錄
玻片號
性別號
座   標
核   型
畸變染色體特點(diǎn)
照片編號
討 論:
分析結果:                                      分析者:
年  月  日
表4 核型分析
1        2         3                      4         5
A                                     B
6       7        8         9        10       11       12        X
C
13        14         15              16       17        18
D                                   E
19       20                       21      22      Y
F                                    G
表5核型分析檢查回報單
姓    名
性    別
年   齡
送檢材料
送檢目的
時(shí)   間
編   號
送檢者
院     科        醫生
臨 床 初
步 診 斷
細 胞 遺
傳 學(xué) 檢
查 結 果
(1)X染色質(zhì)檢查               Y染色質(zhì)檢查
(2)核型分析
(3)皮膚文理特征
(4)家系分析
診  斷
檢查者          簽字
年    月    日
實(shí)驗二  X和Y染色質(zhì)標本的制作與觀(guān)察
X and Y Chromatin Preparation and Observation
【實(shí)驗目的】
熟悉X染色質(zhì)和Y染色質(zhì)的形態(tài)特征及其檢查方法
【實(shí)驗原理】
正常女性核型為46,XX。在間期細胞核中緊貼核膜內緣有一個(gè)染色較深的橢圓形小體,即X染色質(zhì),這是女性細胞中一條X染色體隨機Lyon化失活形成的。這種失活保證了雌雄兩性細胞中都只有一條有活性的染色體,使兩性X連鎖基因產(chǎn)物的量保持在相同水平上。稱(chēng)為X染色體的劑量補償(參考Lyon假說(shuō))。
正常男性核型為46,XY。在男性間期細胞核中,可見(jiàn)位于細胞核邊緣或核中央處有一極小的黃色熒光亮點(diǎn),就是Y染色質(zhì)(Y小體),大小約0.25~0.3μm。是Y染色體長(cháng)臂特異性著(zhù)色而形成。
人的性別是由X和Y染色體決定的。需要對人的性別進(jìn)行鑒定時(shí),除進(jìn)行染色體核型分析和臨床生殖器官的檢查外,還可以通過(guò)細胞學(xué)方法,如檢查期間體細胞(口腔上皮,皮膚,羊水和血細胞等)的核內染色質(zhì)——X和Y染色質(zhì)來(lái)鑒定。
【實(shí)驗用品】
顯微鏡、熒光顯微鏡、乙醇(無(wú)水乙醇,95%,70%、50%),甲醇,冰醋酸,硫堇,1%結晶紫,1mol/L HCl。二甲苯、香柏油、擦鏡紙、蓋玻片、載片、15ml刻度離心管、牙簽、吸水紙、小鑷子、碘酒、酒精棉球、采血針、3%醋酸溶液、pH6~6.5緩沖液、0.5%鹽酸阿的平染液。
(注:硫堇染液(工作液),①干液(硫堇):硫堇1g或2g溶于100mL 50%乙醇中,溶解后過(guò)濾備用;②醋酸鈉緩沖液:醋酸鈉·3H2O 9.7g,巴比妥鈉14.7g,溶于500mL蒸餾水中;③0.1 mol/L鹽酸;按①:②:③=40:28:32比例配成混合液,調pH5.7±0.2,即得硫堇工作液。)
【實(shí)驗步驟】
一、X染色質(zhì)的制備和觀(guān)察
(一)取材
1. 讓受檢者用水漱洗口腔數次,以盡量除去口腔內細菌或其它雜物。
2. 用牙簽鈍頭部或木質(zhì)器具刮取口內側面的口腔粘膜上皮,棄去第一次刮到的細胞。
3. 同一部位連續刮取數次,將刮取物涮入裝有生理鹽水的離心管內。
(二)標本的制作
1. 將細胞懸液的離心管進(jìn)行離心(1 500 rpm)10分鐘,去上清液,留下細胞團。
2. 加入新配制的固定液(3份甲醇︰1份冰醋酸)8mL,混勻呈懸液。固定30分鐘。
3. 離心(同上),去上清液,留下細胞團。
4. 加入數滴(根據細胞多少而增減)固定液,充分混勻呈懸液。
5. 滴一滴懸液至預先置冰盒中的干凈載玻片上,晾干。每份樣本制片3—4張。
(三)染色
Klinger硫堇染色法
1. 將玻片標本置入1mol/L HCl中,37℃條件下水解20分鐘。
2. 用蒸餾水充分沖洗、晾干。
3. 硫堇染液中染色約15分鐘。
4. 蒸餾水沖洗、晾干。
硫堇染色的優(yōu)點(diǎn)是只有細胞核清晰著(zhù)色,胞漿不著(zhù)色,因此細胞核背景清晰,利于對位于核膜邊緣的X染色質(zhì)的辨認。
結晶紫的染色法
1. 固定后的玻片標本經(jīng)過(guò)70%、50%酒精及蒸餾水(更換兩次蒸餾水)各5分鐘。
2. 置入1%結晶紫溶液中染色5~8分鐘。大量制片時(shí)可用0.5%結晶紫染液,染色10~15分鐘左右。
3. 95%酒精中分化(快速地在酒精中沾5~8次)。
4. 繼續在無(wú)水乙醇中分化,間歇地用顯微鏡檢查,直至標本中核結構的微細部分都很清楚為止(一般約1分鐘)。
5. 置入二甲苯中。更換2次二甲苯,每次3分鐘,以使標本透明。
6. 樹(shù)膠封片。
(四)觀(guān)察
1.先在低倍鏡(10倍鏡)下觀(guān)察,可見(jiàn)視野中有許多單個(gè)或成堆的口腔上皮細胞。選擇清楚而分散的細胞,移至視野中央,再換高倍鏡仔細觀(guān)察??谇簧掀ぜ毎麨槎噙呅蔚谋馄綘?,細胞中央有一被染成深蘭色的圓形或橢圓形的細胞核。核周?chē)|(zhì)部分為細胞質(zhì)。細胞的外表為一很難與細胞質(zhì)相區別的薄膜即細胞膜。
2. 40倍或油鏡下檢查100個(gè)“可計數細胞”,并計數具有X染色質(zhì)的細胞數。
二、Y染色質(zhì)的制片與觀(guān)察
(一)制作標本
1. 采血與涂片:男同學(xué)用碘酒,酒精棉球常規消毒食指或耳垂后,用采血針點(diǎn)刺食指或尖或耳垂,擠出2~3滴血于一干凈的底玻片中央,用牙簽將血滴涂成較厚的一層血膜,直徑約1.5cm,晾干。
2. 固定:加3%的醋酸溶液數滴于血膜上,靜置15分鐘,其間可換液一次,使紅細胞溶解。
3. 用pH6~6.5磷酸緩沖液沖洗血膜,晾干。
4. 染色:加0.5%鹽酸阿的平溶液數滴于血膜上,放置暗處靜置染色15分鐘。(若使用口服阿的平片劑,則用100mg溶于10ml雙蒸水中,染色時(shí)間為25分鐘)。
5. 再用磷酸緩沖液沖洗黃色溶液。
6. 加蓋玻片,在有緩沖液的情況下,用熒光顯微鏡進(jìn)行觀(guān)察。
(二)觀(guān)察Y染色質(zhì)
先在低倍鏡下觀(guān)察,可見(jiàn)許多白細胞(多為淋巴細胞)核染成黃色。換高倍鏡,可見(jiàn)位于細胞核邊緣或核中央處有一極小的黃色熒光亮點(diǎn),就是Y染色質(zhì)(Y小體),大小約0.25~0.3μm。最后可用油鏡再仔細觀(guān)察。Y染色質(zhì)在男性白細胞的出現率可達60~70%。注意需要計數的細胞必須是核膜完整無(wú)缺,核質(zhì)染色均勻,清晰可見(jiàn),核周?chē)鸁o(wú)細菌和其它污染物質(zhì)的干擾。
【實(shí)驗結果與分析】
觀(guān)察并計算X染色質(zhì)的陽(yáng)性率。X染色質(zhì)的標準是:
1. 位于核膜內緣。
2. 核內唯一的濃染、輪廓清楚的小體,直徑約為1~1.5μm,一般呈平凸形、圓形、扁平形或三角形。
(注:配制的pH6~6.5的磷酸緩沖液要用黑紙或茶色瓶置于冰箱保存,有效期一個(gè)月。)
實(shí)驗三  姊妹染色單體交換實(shí)驗
Sister Chromosome Exchange (SCE)
【實(shí)驗目的】
熟悉制備SCE標本的原理和基本程序。
【實(shí)驗原理】
姊妹染色單體交換(Sister chromatial exchange,SCE)是染色體同源座位上復制產(chǎn)物間的相互交換,是同一染色體的兩條單體之間發(fā)生的一類(lèi)特殊的同源重組,主要在DNA合成期形成,可能與DNA雙鏈的斷裂與復制有關(guān),SCE的發(fā)生的頻率可反映細胞在S期的受損程度。如果一個(gè)個(gè)體的SCE率明顯增高,可表明染色體受到環(huán)境中的一定因素的影響,或是受到遺傳缺陷的內在制約因素所致。
在細胞分裂時(shí),每條染色體均有兩條染色單體組成,每條染色單體有一條雙鏈DNA組成。5-溴脫氧尿嘧啶核苷(5-bromodeoxy- uridine,BrdU)是脫氧胸腺嘧啶核苷的類(lèi)似物,在DNA鏈的復制過(guò)程中,可替代胸腺嘧啶。當細胞生存環(huán)境中存在BrdU時(shí),BrdU取代脫氧胸苷摻入到復制的DNA中。經(jīng)兩個(gè)復制周期后,兩條姊妹染色單體中一條DNA的雙鏈均有BrdU摻入,而另一條DNA雙鏈中僅有一條鏈有BrdU摻入。利用特殊的分化染色技術(shù)對染色體標本進(jìn)行處理,可使雙鏈均含有BrdU摻入的單體淺染,而只有一條鏈摻入BrdU的單體深染。當姊妹染色體間存在同源片段交換時(shí),可根據每條單體夾雜著(zhù)深淺不一的著(zhù)色片段加以區分。由于姐妹染色單體的DNA序列相同,SCE并不改變遺傳物質(zhì)組成,但SCE是由于染色體發(fā)生斷裂和重接而產(chǎn)生的,因此,SCE顯示方法通常用來(lái)檢測染色體斷裂頻率,用來(lái)研究藥物和環(huán)境因素的致畸效應。
【實(shí)驗用品】
1. 超凈工作臺、恒溫培養箱、恒溫水浴箱、冰箱、離心機、顯微鏡、采血器材、酒精燈、培養瓶、刻度離心管、膠塞、乳頭吸管、試管架、載玻片、托盤(pán)天平、干燥烤箱、染色缸、電吹風(fēng)、30W紫外燈。
2. 試劑:RPMI 1640培養液、小牛血清、秋水仙素(100μg/mL)、5-溴尿嘧啶(BrdU,200μg/mL)、低滲液(0.075 mol/L KCL溶液)、2×SSC、Giemsa原液、甲醇、冰乙酸。
【實(shí)驗步驟】
1. 按半微量法采取外周靜脈血,接種培養。
2. 37℃培養24小時(shí)后,加BrdU溶液(終濃度為8μg/mL)混勻。
3. 用黑紙包裹培養瓶,繼續培養48小時(shí)。
4. 收獲前加入秋水仙素(終濃度為0.2μg/mL),繼續培養1小時(shí)。
5. 常規法制片。將玻片標本室溫放置2~3天。
6. 分化染色前一天,將標本置37℃過(guò)夜。
7. 在平皿中平行放置兩根牙簽,將玻片放在牙簽上,加適量2×SSC溶液(以不超過(guò)標本為度)。在標本上蓋一張比玻片稍大的擦鏡紙,使紙邊浸入2×SSC溶液中,并使2×SSC溶液滲至玻片標本上,保持標本濕潤。
8. 將平皿置55℃水浴面上,用30W紫外燈垂直照射標本30分鐘,照射距離10cm。
9. 照射后輕輕取掉擦鏡紙,立即用蒸餾水沖洗標本。
10. Giemsa染色5~10分鐘;蒸餾水沖洗標本,氣干。
11. 鏡檢,計數。
每個(gè)末端交換記為1次SCE,中部交換記為2次SCE。
【實(shí)驗結果與分析】
觀(guān)察30個(gè)細胞的分裂相,記錄每個(gè)細胞的SCE總數,計算SCE頻率。
n個(gè)中期分裂相SCE之和
SCE頻率=
n個(gè)細胞
中國人正常SCE頻率為5.7±0.4。
實(shí)驗四  銀染核仁形成區與近端著(zhù)絲粒染色體隨體聯(lián)合
AgNO3 Staining NOR and Satellite Association of Acrocentric Chromosome
【實(shí)驗目的】
熟悉銀染的原理和方法。
【實(shí)驗原理】
人類(lèi)近端著(zhù)絲粒染色體的副縊痕與核仁形成有關(guān),故稱(chēng)為核仁形成區(NOR)。當位于此處的18S、28S核糖體RNA的基因(rDNA)具有轉錄活性時(shí),應用銀染技術(shù)可使NOR特異性著(zhù)色(褐黑色)。進(jìn)一步證明銀染物質(zhì)不是rDNA,亦不是rRNA,可能是核仁形成區特異的蛋白質(zhì),即和rRNA轉錄相聯(lián)系的酸性蛋白。人類(lèi)核糖體RNA基因位于5對近端著(zhù)絲點(diǎn)染色體短臂的次猛痕處,即人類(lèi)的核仁形成區。在正常人中, 不是所有核仁形成區均被銀染,其范圍大約4-10。應用銀染法可以覺(jué)察正常人體核糖體RNA基因的活動(dòng)。此外,人類(lèi)近端著(zhù)絲粒染色體的隨體間易發(fā)生聯(lián)合,應用銀染技術(shù)可在發(fā)生聯(lián)合的染色體間清楚地看到銀染物質(zhì)相連。因此,應用銀染核仁形成區(Ag-NOR)與近端著(zhù)絲粒染色體隨體聯(lián)合(Ag-AA)技術(shù),可以分析有活性的rRNA基因的動(dòng)態(tài)變化。正常人Ag-NOR平均為5.8/細胞。
【實(shí)驗用品】
1. 恒溫水浴箱、顯微鏡、平皿、牙簽、擦鏡紙、鑷子;
2. 預制染色體玻片標本、0.1%甲酸、AgNO3(50%)。1:20 Giemsa,5mol/L HCl。
【實(shí)驗步驟】
1. 按半微量法采取外周靜脈血,接種培養。常規法制片。將染色體玻片標本在室溫下放置2~3天。
2. 將標本置入5mol/L HCl溶液中常溫處理5分鐘,蒸餾水沖洗2-3次,甩干。
3. 將500mg AgNO3溶于1 ml 0.1%甲酸溶液中,混勻后立即滴4~5(5ml)滴至玻片標本上。
4. 在平皿中平行放置兩根牙簽,將玻片標本放在牙簽上。
5. 在標本上蓋一張比玻片稍小的擦鏡紙,用鑷子掀動(dòng)紙片數次,使染液均勻分散在標本上。
6. 將平皿置于60℃水浴箱中處理3-5分鐘,直至擦鏡紙呈棕黃色終止反應。
7. 蒸餾水沖洗去擦鏡紙,以1:20 Giemsa染液復染3分鐘。水洗,氣干。
8. 鏡下觀(guān)察。
【實(shí)驗結果與分析】
1. Ag-NOR的計數:選擇銀染著(zhù)色清晰的分裂相,計數6個(gè)D組(13、14、和15號染色體)和4個(gè)G組(21和22號染色體)近端著(zhù)絲粒染色體,不論單側或雙側的銀染點(diǎn)都計數為一個(gè)有銀染的染色體。
2. Ag-AA計數:凡近端著(zhù)絲粒染色體之間有銀染物質(zhì)相連的,均計數為Ag-AA。涉及2條近端著(zhù)絲粒染色體的聯(lián)合,記為1個(gè)Ag-AA;涉及3條近端著(zhù)絲粒染色體的聯(lián)合,如未形成閉環(huán)的,記為2個(gè)Ag-AA;3條染色體聯(lián)合形成閉環(huán)時(shí),記為3個(gè)Ag-AA;依此類(lèi)推。
N個(gè)核型中含NOR染色體數之和
NOR均值=
N個(gè)核型
(注:避免AgNO3 溶液污染皮膚,否則將其染成褐黑色,很難洗掉。)
實(shí)驗五  核酸提取
The Extraction of Nucleic Acid
【實(shí)驗目的】
1.掌握核酸提取的基本原理和基本方法
2.掌握檢測核酸濃度及純度的原理及方法
【實(shí)驗原理】
DNA是遺傳信息的載體,是最重要的生物信息分子,是分子生物學(xué)研究的主要對象,因此DNA的提取也應是分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)中最重要、最基本的操作。如不能有效的完成DNA提取方面的工作,那就根本談不上進(jìn)行分子生物學(xué)方面的實(shí)驗。在DNA提取過(guò)程中應做到:1、根據不同研究需要,保證結構的相應完整性;2、盡量排除其它大分子成分的污染(蛋白質(zhì)、多糖及RNA等);3、保證提取樣品中不含對酶有抑制作用的有機溶劑及高濃度的金屬離子。
核酸的提取關(guān)鍵是去除蛋白質(zhì),通常情況下,先用某些蛋白水解酶消化大部分蛋白質(zhì)后,再用有機溶劑抽提,在單價(jià)陽(yáng)離子存在下,核酸在乙醇中形成沉淀。
作DNA或RNA定量時(shí),應在260nm和280nm兩個(gè)波長(cháng)下讀數。在260nm的讀數用于計算樣品中的核酸濃度,OD值為1相當于大約50μg/ml雙鏈DNA,40μg/ml單鏈DNA或RNA及大約20μg/ml單鏈寡核苷酸。根據在260nm以及在280nm的讀數比值估計核酸的純度。DNA及RNA純品的OD260/OD280值分別是1.8和2.0,如果樣品中污染有蛋白或酚,其OD260/OD280將明顯低于此值,此時(shí)無(wú)法對樣品中的核酸進(jìn)行精確定量。
【實(shí)驗用品】
1.臺式離心機;電熱恒溫水浴箱;冰箱;紫外分光光度計;一次性塑料手套。
2.微量加樣器(1000μl,200μl,20μl);Tip頭(1000μl,200μl,20μl)。Tip頭盒(1000μl,200μl,20μl);Eppendorff管(2ml,1.5ml,0.5ml),Eppendorff管架。
3.DNA提取的相關(guān)試劑:
1)蛋白酶K(10mg/ml),-20℃保存。
2)TE(pH 8.0):10mmol/L Tris.Cl(pH 8.0),1mmol/L EDTA(pH 8.0), 15磅高壓滅菌后室溫保存。
3)10% SDS:10g SDS溶于90ml 水中,加熱68℃助溶,加幾滴濃鹽酸調節pH至7.2,加蒸餾水定容至100ml,室溫保存。
4)3M NaAc: 800ml水中溶解408.1g三水乙酸鈉,用冰乙酸調節pH值至5.2,加水定容至1L,高壓滅菌,室溫保存。
5)飽和氯化鈉,70%乙醇,氯仿
6)飽和酚
【實(shí)驗步驟】
飽和氯化鈉抽提法提取外周血DNA
1.取0.5ml抗凝全血,加入0.8ml TE(pH 8.0)混勻;
2.室溫離心,10000rpm ,1分鐘;
3.棄上清,加入0.4ml TE(pH 8.0),混勻,懸浮細胞;
4.加入10mg/ml蛋白酶K 5μl(終濃度100μg/ml),10% SDS 25μl(終濃度0.5%),混勻;
5.37℃水浴消化過(guò)夜,或50℃消化4小時(shí);
6.加入1/3體積的飽和氯化鈉,充分混勻,4℃靜置10分鐘;
7.10000rpm離心10分鐘,取上清于另一新管中;
8.加入等體積氯仿,混勻,10000rpm離心10分鐘;
9.取上清于另一新管中,加入1/20體積的3M NaAc(pH 5.2)混勻;
10.加入2倍體積無(wú)水乙醇輕輕混合,10000rpm離心1分鐘;
11.棄上清,加入70%乙醇0.5ml,充分洗滌;
12.10000rpm離心1分鐘,棄上清,自然干燥DNA約5分鐘;
13.加入200-250μl TE,-20℃保存;
14.檢測濃度及純度。
酚氯仿抽提法提取外周血DNA
1.外周血反復凍溶破壞紅細胞,取0.5ml外周血,加入0.5ml PBS混勻后,10000rpm 離心10分鐘;
2.棄上清,加入180μl TE(pH 8.0),20μl 10% SDS, 10mg/ml蛋白酶K 5μl(終濃度100μg/ml)混勻;
3.37℃水浴消化過(guò)夜,或50℃消化4小時(shí);
4.加入等體積的飽和酚并充分混勻,10000rpm離心10分鐘;
5.吸取上清液于另一新管中,重復上一步驟一次;
6.吸取上清液于另一新管中,加入等體積的酚氯仿并充分混勻,10000rpm離心10分鐘;
7.吸取上清液于另一新管中,加入1/20體積的3M NaAc(pH 5.2) 混勻后,加入2倍體積無(wú)水乙醇并輕輕混合,可見(jiàn)絮狀乳白色DNA團塊,10000rpm離心10分鐘;
8.棄上清,加入70%乙醇0.5ml,充分洗滌;
9. 10000rpm離心1分鐘,棄上清,自然涼干后加入TE液,-20℃保存;
10.檢測濃度及純度
組織總RNA的提取
1. 將組織用錫箔紙包裹后于液氮中凍10min,擊碎后回收入2ml無(wú)菌Eppendorff管中。按50-100mg組織樣品加1ml TRIZOL試劑進(jìn)行組織勻漿,樣品體積不應超過(guò)TRIZOL試劑體積的10%;
2.將組織勻漿液在15-30℃放置5min,促使核蛋白復合物完全解離,按1ml TRIZOL,加入0.2ml氯仿,劇烈震蕩15s,15-30℃放置2-3min,在2-8℃,離心轉速不超過(guò)12000g,離心15min,將上清液轉入新的離心管中(上清液約占TRIZOL試劑體積的60%);
3. 在上清液中按1mlTRIZOL試劑(最初勻漿體積)加入0.5ml異丙醇混勻,15-30℃放置10min,在2-8℃,離心轉速不超過(guò)12000g,離心10min;
4. 棄上清,70%乙醇洗滌RNA沉淀 (1ml TRIZOL試劑至少加入1ml 70%乙醇),振蕩混勻,在2-8℃,離心轉速不超過(guò)7500g,離心5min;
5. 室溫或真空干燥RNA沉淀,重新溶于DEPC水中(55℃-60℃溫浴10min).
6. 紫外分光光度計檢測RNA濃度和純度;
7. 1%甲醛變性瓊脂糖凝膠電泳分離總RNA,每孔上樣25μg,65V,2.5h,以檢測RNA的質(zhì)量。
【實(shí)驗結果分析】
1. 計算已提取的DNA的濃度和純度
【思考題】
1.DNA提取還有哪些方法?
2.RNA提取中關(guān)鍵問(wèn)題是什么?
實(shí)驗六  DNA重組技術(shù)
Recombinant DNA
【實(shí)驗目的】
1.掌握DNA重組技術(shù)的基本原理和基本方法
2.熟悉質(zhì)粒DNA的小量制備及酶切鑒定方法
【實(shí)驗原理】
1.DNA重組技術(shù)
重組DNA(Recombinant DNA)技術(shù)是遺傳工程的核心技術(shù),也是人類(lèi)在基因和DNA分子水平進(jìn)行操作的技術(shù)。它包括以下幾個(gè)步驟:
1)重組DNA分子的構建:即將目的基因(DNA或cDNA片段)與載體DNA重組,應用TA克隆方法,將PCR擴增產(chǎn)物快速克隆至質(zhì)粒載體中。該方法利用了PCR過(guò)程中使用的熱穩定聚合酶(Taq酶)在所復制的雙鏈分子末端加上單一脫氧腺苷酸(A),從而產(chǎn)生一A-粘性末端的性質(zhì),設計一種線(xiàn)性載體,使之含有一T-粘性末端,可直接插入PCR產(chǎn)物,在DNA連接酶作用下,目的DNA和載體DNA連接形成重組DNA分子。
2)將重組DNA分子轉化宿主細胞。
3)克隆選擇增殖:將轉化后的液體涂布于瓊脂培養基表面,培養基中含有宿主菌敏感的抗生素,重組DNA(TA克隆載體分子)含有相應抗生素的抗性基因,轉化的細菌能在培養基上生長(cháng)形成集落。挑取菌落,置液體培養基中培養,得到大量含重組DNA的細菌。
4)收獲擴增后的培養細胞,提取重組DNA分子(質(zhì)粒),并純化,獲得某一基因或DNA片段的大量拷貝。
圖2.1  TA克隆原理示意圖
圖2.2  克隆選擇增殖原理示意圖
2.質(zhì)粒DNA的小量制備
常見(jiàn)的質(zhì)粒DNA提取方法有簡(jiǎn)易一步提取法、堿裂解法和煮沸法。本實(shí)驗采用的是堿裂解法,堿裂解法的原理:在PH 12.0~12.6堿性環(huán)境中,線(xiàn)性的大分子量細菌染色體DNA變性,而共價(jià)閉環(huán)質(zhì)粒(CC)DNA仍為自然狀態(tài)。將pH調至中性并有高鹽濃度存在的條件下,染色體DNA之間交聯(lián)形成不溶性網(wǎng)狀結構。大部分染色體DNA和蛋白質(zhì)在去污劑SDS的作用下形成沉淀,而質(zhì)粒DNA仍為可溶狀態(tài)。通過(guò)離心,將可去除大部分細胞碎片、染色體DNA、RNA及蛋白質(zhì),質(zhì)粒DNA尚在上清中,再用乙醇沉淀回收質(zhì)粒DNA。
3.質(zhì)粒DNA的限制性?xún)惹泻怂崦福ㄏ拗泼福┣蟹治?div style="height:15px;">
限制酶存在于原核生物體內,根據其結構和功能特性分為:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型切點(diǎn)不固定,Ⅲ型其切割位點(diǎn)在識別位點(diǎn)之外,只有Ⅱ型其特異性切點(diǎn)位置可以控制和預測,可以產(chǎn)生固定的DNA片段,基因工程中所用的限制酶均為Ⅱ型限制酶。這類(lèi)酶的特點(diǎn)是具有能夠識別雙鏈DNA分子上的特異性核苷酸序列的能力,能在這個(gè)特異性核苷酸序列內切斷DNA雙鏈,形成一定長(cháng)度和順序的DNA片段。選擇合適的限制酶對重組的環(huán)狀質(zhì)粒進(jìn)行酶切,將酶切產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳檢測,用已知相對分子量的線(xiàn)狀DNA(DNA分子量標志)及未經(jīng)酶切的重組環(huán)狀質(zhì)粒為對照,可以對重組環(huán)狀質(zhì)粒中的目的DNA分子進(jìn)行初步鑒定。
【實(shí)驗用品】
1.PCR擴增儀;恒溫振蕩培養箱;超凈工作臺;細菌恒溫培養箱;臺式高速離心機;電熱恒溫水浴箱;冰箱;電泳儀; 電泳槽,樣品槽模板(梳子);紫外燈;保鮮膜;一次性塑料手套;凝膠自動(dòng)成像儀。
2.三角燒瓶(500ml, 250ml,100ml),培養皿,玻璃試管,試管塞,玻璃棒,酒精燈,鑷子,脫脂棉,紗布,乙醇,容器盒。
3.微量加樣器(1000μl,200μl,20μl);Tip頭(1000μl,200μl,20μl)。Tip頭盒(1000μl,200μl,20μl);Eppendorff管(2ml,1.5ml,0.5ml),Eppendorff管架。Parafilm,透明膠帶。
4.DNA重組相關(guān)試劑:
1)Taq DNA聚合酶,緩沖液,dNTP,特異性引物,靶DNA;凝膠回收試劑盒;TA克隆載體:pMD18-T;感受態(tài)細菌;氨芐青霉素(100mg/ml)。
2)LB培養基:胰蛋白胨10g,酵母提取物5g,氯化鈉10g,10N NaOH調pH至7.0定容至1L。15磅高壓消毒,4℃保存。
3)LB瓊脂培養基:15g瓊脂粉溶于1000ml LB培養基,15磅高壓消毒備用。
5.質(zhì)粒提取試劑:
溶液Ⅰ(10×):0.5M葡萄糖;0.25M Tris-Cl (pH8.0);0.1M EDTA,10磅高壓消毒,4℃保存備用.
溶液Ⅱ:0.2N NaOH;1%SDS 室溫貯存,即用即配。
溶液Ⅲ:3M NaOAc(pH4.8) 10磅高壓消毒,室溫貯存。
RNA酶 A: 10mg/ml
TE緩沖液:10mM Tris-Cl (pH7.6),1mM EDTA(pH8.0)
6.質(zhì)粒DNA的限制性?xún)惹忻该盖屑碍傊悄z電泳相關(guān)試劑:
限制性?xún)惹忻窰ind Ⅲ、XbalⅠ及酶反應所需緩沖液;瓊脂糖;溴化乙啶貯存液(10mg/ml);6×載樣緩沖液。
Tris-乙酸(TAE)貯存液:
50×:242克Tris堿,57.1ml冰乙酸,100ml 0.5mol/L EDTA(pH8.0)
加水至1L
【實(shí)驗步驟】
1.PCR產(chǎn)物純化
PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳,應用凝膠回收試劑盒回收純化目的DNA片段。
2.目的DNA片段連接至T/A克隆載體 即重組DNA分子的構建
反應體系及條件如下:
PMD18-T Vector (50ng/μl) 1μl
目的DNA(5ng/μl)        4μl
連接液Ⅰ                   5μl
10μl
16℃連接過(guò)夜。
圖2.3  pMD18-T載體
3.轉化
3.1  將感受態(tài)細胞置冰中融解。
3.2  將60μl感受態(tài)細胞移至無(wú)菌試管內。
3.3  加入用于轉化的DNA 10μl(<10ng),輕彈管底混勻。
3.4  冰中放置30分鐘。
3.5  42℃放置45~60秒,不要振蕩。
3.6  冰中放置2~3分鐘。
3.7  加入37℃ 預溫好的LB培養基940μl(無(wú)抗生素)。
3.8  37℃振蕩培養1小時(shí)(160~225 rpm)。
4.篩選及增菌
4.1  取適量涂布瓊脂平板。
4.2  37℃培養過(guò)夜。
4.3  挑取菌落,放在2~5ml LB液體培養基中(含50μg/ml Amp)過(guò)夜培養(240 rpm)。
4.4  收集細菌,提取質(zhì)粒。
5.質(zhì)粒DNA提取
5.1  2ml 菌液以12000rpm離心1分鐘。
5.2  棄上清,沉淀物溶于100μl溶液Ⅰ(1×)中,劇烈振蕩,室溫5分鐘。
5.3  加新配制的溶液Ⅱ200μl,充分混合后冰浴5分鐘。
5.4  加溶液Ⅲ 150μl,混勻冰浴5分鐘。
5.5  12000rpm離心10分鐘,將上清轉移到另一離心管中。
5.6  加900μl(2倍體積)的乙醇,震蕩混合,室溫放置2分鐘,沉淀雙鏈DNA。
5.7  12000rpm離心5分鐘。
5.8  小心吸去上清液,將離心管倒置于一張紙巾上,以使所有液體流出.再將附于管壁的液滴除盡。
5.9  用1ml 70%乙醇洗滌沉淀的雙鏈DNA,按“步驟5.8”所述方法去掉上清,在空氣中使沉淀的DNA干燥10分鐘。
5.10 用50μl含胰RNA酶(20μg/ml)的TE重新溶解核酸,振蕩,貯存于-20℃。
6.質(zhì)粒DNA的限制性?xún)惹忻该盖屑碍傊悄z電泳分離、鑒定
6.1 質(zhì)粒DNA的限制性?xún)惹忻该盖?div style="height:15px;">
將清潔、干燥、滅菌的Eppendorff管(0.5ml)編號,用微量加樣器按表1所示將各種試劑分別加入每個(gè)管內。
表1 質(zhì)粒DNA的限制性?xún)惹忻该盖屑訕颖?div style="height:15px;">
編號
試劑
1(實(shí)驗組)
2(對照組)
酶反應所需緩沖液
2μl
2μl
0.1%BSA
1μl
1μl
限制性酶Hind Ⅲ
1μl
限制性酶XbalⅠ
1μl
質(zhì)粒DNA
8μl
8μl
無(wú)菌去離子水
7μl
9μl
總體積
20μl
20μl
加樣后,小心混勻,置于37℃水浴消化過(guò)夜,然后65℃ 20分鐘終止酶解反應。各酶切樣品于-20℃貯存備用。
6.2 瓊脂糖凝膠電泳分離、鑒定質(zhì)粒DNA酶切片段
6.2.1膠板的準備
取有機玻璃內槽,洗凈晾干。取透明膠帶將有機玻璃內槽的兩端邊緣封好(注意,將透明膠帶緊貼于有機玻璃內槽的兩端邊上,不要留空隙)。將有機玻璃內槽置于一水平位置,在距離底板0.5~1.0ml的位置放入梳子。
6.2.2瓊脂糖凝膠的制備
稱(chēng)取0.6克瓊脂糖,置于錐形瓶?jì)?,加?0ml 1×TAE,瓶口用保鮮膜封蓋,在微波爐中加熱直至瓊脂糖全部溶解,得到1.2 %瓊脂糖凝膠液,待其冷卻至65℃左右,加入2.5μl溴化乙啶貯存液(10mg/ml),使溴化乙啶終濃度為0.5μg/ml。小心混勻并倒在有機玻璃內槽中,控制灌膠速度,使膠液緩慢展開(kāi),避免產(chǎn)生氣泡,直到在整個(gè)有機玻璃板表面形成均勻的膠層。室溫下靜置1小時(shí)左右,待膠凝固完全后,輕輕拔出梳子,在膠板上即形成相互隔開(kāi)的樣品槽。將凝膠放入電泳槽中,加入恰好沒(méi)過(guò)膠面1mm深的足夠電泳緩沖液,預電泳10分鐘。
6.2.3加樣
取適量的酶切樣品,加入6×載樣緩沖液適量(終濃度為1×),用微量加樣器將上述樣品分別加入膠板的樣品小槽內。
6.2.4電泳
加完樣品后的凝膠板立即通電進(jìn)行電泳,DNA帶負電荷,由負極向正極移動(dòng)。電場(chǎng)強度不高于5V/cm。當溴酚藍染料移動(dòng)到距離膠板下沿1~2cm處,停止電泳。
6.2.5觀(guān)察和拍照
取出凝膠,在波長(cháng)為254 nm的紫外燈下觀(guān)察凝膠。DNA存在處顯示出紅色的熒光條帶。在紫外燈下觀(guān)察時(shí),應戴上防護眼鏡或采用有機玻璃防護罩,避免眼睛遭受強紫外光損傷。
以上步驟也可以用凝膠自動(dòng)成像儀處理。
【實(shí)驗結果分析】
1.記錄DNA重組的方法。
2.觀(guān)察分析經(jīng)酶切質(zhì)粒DNA(實(shí)驗組)和未經(jīng)酶切質(zhì)粒DNA(對照組)瓊脂糖凝膠電泳結果。
【思考題】
1.    為什么PCR產(chǎn)物需經(jīng)純化后再與載體連接?
2.    重組DNA分子轉化感受態(tài)細胞后,為何37℃震蕩培養1小時(shí)后再涂布于瓊脂平板?
實(shí)驗七  PCR-RFLP分析技術(shù)
Polymerase Chain Reaction –Restriction Fragment Length Polymorphism
【實(shí)驗目的】
1.熟悉PCR—RFLP分析技術(shù)原理及實(shí)驗步驟。
2.掌握瓊脂糖凝膠電泳檢測方法。
3.了解PCR—RFLP在遺傳病基因診斷中的作用。
【實(shí)驗原理】
聚合酶鏈式反應(PCR)是模擬體內DNA復制條件在體外酶促合成特異DNA片段的循環(huán)反應,可使目的DNA片段得以迅速擴增。其主要步驟是:將待擴增的模板DNA置于高溫(約93℃-95℃)下使之變性解鏈;人工合成的兩個(gè)寡核苷酸引物在低溫(約50℃-70℃)下分別與目的DNA片段兩側的互補序列復性結合;引物在DNA聚合酶作用(約70℃-75℃)下沿模板按5’→3’方向延伸,合成目的DNA片段的新互補鏈。如此經(jīng)過(guò)n個(gè)周期,理論上擴增2n倍,一般PCR經(jīng)30-40周期后可獲得百萬(wàn)倍以上的目的DNA。
聚合酶鏈式反應—限制性片段長(cháng)度多態(tài)(PCR—RFLP)分析技術(shù)是在PCR技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái)的。DNA堿基置換正好發(fā)生在某種限制性?xún)惹忻缸R別位點(diǎn)上,使酶切位點(diǎn)增加或者消失,利用這一酶切性質(zhì)的改變,PCR特異擴增包含堿基置換的這段DNA,經(jīng)某一限制酶切割,再利用瓊脂糖凝膠電泳分離酶切產(chǎn)物,與正常比較來(lái)確定是否變異。應用PCR—RFLP,可檢測某一致病基因已知的點(diǎn)突變,進(jìn)行直接基因診斷,也可以此為遺傳標記進(jìn)行連鎖分析進(jìn)行間接基因診斷。
本實(shí)驗以家族性甲型血友病患者及其相關(guān)成員外周血DNA為模板,PCR擴增凝血因子FⅧ基因的583bp特異片段產(chǎn)物,其中包含MspⅠRFLP多態(tài)位點(diǎn),經(jīng)MspⅠ酶切后,瓊脂糖凝膠電泳檢測等位片段的長(cháng)度(583bp或360bp+223bp),以此為遺傳標記進(jìn)行連鎖分析,判斷胎兒是否得到了帶有缺陷FⅧ基因的染色體,從而做出間接基因診斷。
【實(shí)驗用品】
1.DNA(50ng/μl)、引物Ⅰ和Ⅱ(20μΜ)、TaqDNA聚合酶(5U/μl)10×PCR反應緩沖液、dNTP(2.5mM)、滅菌蒸餾水、液體石蠟、限制性?xún)惹忻窶spⅠ(20U/μl)、10×酶切緩沖液。
2.2%的瓊脂糖凝膠、5×TAE、6×上樣緩沖液、DNA Marker、溴化乙啶貯存液(10mg/ml)(EB)。
3.PCR自動(dòng)熱循環(huán)儀、紫外透射儀、微量加樣器(20μl、200μl)、槍頭(20μl、200μl)及離心管(1ml、0.5ml)、容器盒、恒溫水浴箱、瓊脂糖凝膠電泳裝置、燒杯、保鮮膜、封口膜、浮漂、微波爐、250ml三角燒瓶、透明膠帶、托盤(pán)天平、臺式高速離心機。
【實(shí)驗步驟】
一.PCR反應
PCR反應體系20μl,其成分如下:
ddH2O             12.5μl
10×PCR緩沖液     2.5μl
dNTP(2.5mM)     2.0μl
引物1(20μM)    0.5μl
引物2(20μM)    0.5μl
TaqE(5U/μl)     0.15μl
模板DNA           2.0μl
20μl
按以上次序,將各物質(zhì)加入到一只無(wú)菌的0.5ml離心管中。輕輕混勻后,離心5秒鐘,加入一滴液體石蠟蓋于反應混合液的表面,然后放入PCR儀中進(jìn)行循環(huán)反應。
PCR 反應循環(huán)溫度:
94℃預變性3分鐘,然后進(jìn)行以下循環(huán)30次:
94℃變性30秒;
58℃復性30秒;      72℃延伸45秒。
最后經(jīng)72℃再充分延伸7分鐘。
反應結束后置4℃冰箱保存。
二.PCR產(chǎn)物的MspⅠ酶切
反應體系20μl其成分如下:
無(wú)菌水              9μl
10×Buffer           2μl
BSA                2μl
MspⅠ(10U/μl)     1μl
PCR產(chǎn)物            6μl
20μl
置37℃水浴消化1小時(shí),4℃保存。
三.瓊脂糖凝膠電泳檢測
1.膠板的準備
取有機玻璃內槽,洗凈晾干。取透明膠帶將有機玻璃內槽的兩端邊緣封好(注意,將透明膠帶緊貼于有機玻璃內槽的兩端邊上,不要留空隙)。將有機玻璃內槽置于一水平位置,在距離底板0.5~1.0ml的位置放入梳子。
2.2%的瓊脂糖凝膠的制備
稱(chēng)取1克瓊脂糖,置于錐形瓶?jì)?,加?0ml 1×TAE,瓶口用保鮮膜封蓋,在微波爐中加熱直至瓊脂糖全部溶解,得到2%瓊脂糖凝膠液,待其冷卻至65℃左右,加入2.5μl溴化乙啶貯存液(10mg/ml),使溴化乙啶終濃度為0.5μg/ml。小心混勻并倒在有機玻璃內槽中,控制灌膠速度,使膠液緩慢展開(kāi),避免產(chǎn)生氣泡,直到在整個(gè)有機玻璃板表面形成均勻的膠層。室溫下靜置1小時(shí)左右,待膠凝固完全后,輕輕拔出梳子,在膠板上即形成相互隔開(kāi)的樣品槽。
3.將凝膠放入電泳槽中,加入恰好沒(méi)過(guò)膠面1mm深的足夠電泳緩沖液,預電泳10min。
4.每份限制酶切產(chǎn)物取10μl,加2μl  6×上樣緩沖液,混勻后加入到樣品孔中,以100V 電泳50分鐘。
5.斷電后取出凝膠,放在紫外透射儀中觀(guān)察并記錄PCR—RFLP結果。
【實(shí)驗結果與分析】
根據甲型血友病患者及其相關(guān)成員的親屬關(guān)系繪制遺傳系譜圖,觀(guān)察并記錄瓊脂糖凝膠電泳分離的DNA片段長(cháng)度,繪制出家系各成員FⅧ基因MspⅠ RFLP等位片段與系譜相關(guān)圖,進(jìn)行連鎖分析,判斷胎兒是否是甲型血友病患兒。
家系系譜:
電泳結果:
附病例:
現有一名女性已生過(guò)一個(gè)甲型血友病兒子和一個(gè)表型正常的女兒,追問(wèn)家族史其弟弟也是甲型血友病患者。該女性現妊娠4個(gè)月,要求作產(chǎn)前基因診斷。(注:胎兒性別產(chǎn)前基因診斷結果:SRY(+),ZFX/ZFY(+/+)。)
實(shí)驗八  PCR-SSCP
Polymerase Chain Reaction-Single Strand Conformation Polymorphism
【實(shí)驗目的】
1.了解PCR-SSCP技術(shù)的原理。
2.了解并熟悉PCR-SSCP技術(shù)的步驟。
【實(shí)驗原理】
PCR-SSCP是1989年日本Orita等創(chuàng )建的篩查突變的新技術(shù)。它是一種簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟的點(diǎn)突變篩查手段。PCR-SSCP技術(shù)的基本原理是PCR擴增后的DNA片段經(jīng)變性成單鏈DNA,單鏈DNA在中性聚丙烯酰胺凝膠中電泳時(shí)形成不同的立體構象,其構象直接影響泳動(dòng)速率,相同長(cháng)度的DNA單鏈其核苷酸順序僅有單個(gè)堿基的差別,就可以產(chǎn)生立體構象的不同,造成泳動(dòng)速率的不同,產(chǎn)生不同的泳動(dòng)帶。PCR擴增后的DNA片段經(jīng)變性成單鏈后在不含有變性劑的中性膠中電泳,與正常比較出現泳動(dòng)帶的變位即可推測存在堿基置換。其堿基置換的性質(zhì)必須經(jīng)過(guò)DNA測序才能確定。因此PCR-SSCP檢測是測序之前突變篩查的常用手段。
為了便于觀(guān)察分析結果,PCR擴增體系中常加入a-32P dNTP標記PCR產(chǎn)物,電泳后放射自顯影觀(guān)察泳動(dòng)帶的位置。目前也常用銀染法來(lái)染色聚丙烯酰胺凝膠上的DNA泳動(dòng)帶,此方法可避免同位素的污染及對操作者的輻射損傷,但其靈敏度不如用同位素標記。
單鏈DNA片段的立體構象主要與堿基序列相關(guān),但也受到其他條件的影響。因此,PCR-SSCP技術(shù)的關(guān)鍵在于電泳時(shí)的諸多條件,如凝膠的組成、電泳的溫度、離子濃度以及影響分子內相互作用的其他溶質(zhì)等。
PCR-SSCP的缺點(diǎn)是存在假陰性和假陽(yáng)性,一般對長(cháng)度不超過(guò)300bp的待測片段的檢出率為70~80%。
【實(shí)驗用品】
1.PCR擴增儀;聚丙烯酰胺凝膠電泳裝置;電泳儀;電泳槽。
2.6%非變性聚丙烯酰胺凝膠(49:1)、1´TBE、10%過(guò)硫酸銨、TEMED、甲酰胺上樣緩沖液、固定液、銀染液、顯色液、瓊脂糖
3.微量加樣器(200μl,20μl);Tip頭(200μl,20μl)。Tip頭盒(200μl,20μl);Eppendorf管(0.5ml,0.2ml),Eppendorf管架。
4.PCR擴增相關(guān)試劑。
【實(shí)驗步驟】
1.PCR反應(同前)
PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖電泳確認。
2.PCR反應結束后,取5μl擴增產(chǎn)物加10μl甲酰胺上樣緩沖液混勻,98℃變性10分鐘,迅速冰浴。
3.非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳
3.1  制備50ml 6%非變性聚丙烯酰胺凝膠,加TEMED 25μl、10%過(guò)硫酸銨250μl,混勻后灌膠,插入加樣梳子。待膠完全聚合后,拔出加樣梳子,安裝電泳裝置,加入1´TBE電泳緩沖液,緩沖液應高于加樣孔上緣,用注射器吸取緩沖液沖凈加樣孔。
3.2  取已變性的5μl PCR擴增產(chǎn)物加到點(diǎn)樣孔中,以200V/cm電泳4~5小時(shí)。
3.3  拆下電泳裝置,取出聚丙烯酰胺凝膠,放到一個(gè)塑料盤(pán)內,用蒸餾水沖洗1~2遍。
3.4  倒入固定液,固定8~10分鐘。
3.5  用蒸餾水沖洗1~2遍;倒入銀染液,銀染10~12分鐘。
3.6  用蒸餾水沖洗若干遍;倒入顯色液,顯色至出現清晰的銀染帶。
3.7  用蒸餾水浸泡聚丙烯酰胺凝膠,觀(guān)察PCR-SSCP結果。
【實(shí)驗結果分析】
觀(guān)察并記錄聚丙烯酰胺凝膠上DNA單鏈帶,根據異常泳動(dòng)變位篩查突變樣本。
【思考題】
1.PCR-SSCP檢測突變的基本原理是什么?
2.為什么進(jìn)行非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳之前,PCR擴增產(chǎn)物需與甲酰胺混勻并變性?
實(shí)驗九  PCR-DGGE
Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis
【實(shí)驗目的】
1.了解PCR-DGGE技術(shù)的原理。
2.了解并熟悉PCR-DGGE技術(shù)的步驟。
【實(shí)驗原理】
變性梯度凝膠電泳(DGGE)是一種根據DNA片段的熔解性質(zhì)而使之分離的凝膠系統。核酸的雙螺旋結構在一定條件下可以解鏈,稱(chēng)之為變性。核酸50%發(fā)生變性時(shí)的溫度稱(chēng)為熔解溫度(Tm)。Tm值主要取決于DNA分子中GC含量的多少。DGGE將凝膠設置在雙重變性條件下:溫度50~60 ℃,變性劑0~100%。當一雙鏈DNA片段通過(guò)一變性劑濃度呈梯度增加的凝膠時(shí),此片段遷移至某一點(diǎn)變性劑濃度恰好相當于此段DNA的低熔點(diǎn)區的Tm值,此區便開(kāi)始熔解,而高熔點(diǎn)區仍為雙鏈。這種局部解鏈的DNA分子遷移率發(fā)生改變,達到分離的效果。Tm的改變依賴(lài)于DNA序列,即使一個(gè)堿基的替代就可引起Tm值的升高和降低。因此,DGGE可以檢測DNA分子中的任何一種單堿基的替代、移碼突變以及少于10個(gè)堿基的缺失突變。
為了提高DGGE的突變檢出率,可以人為地加入一個(gè)高熔點(diǎn)區——GC夾。GC夾(GC clamp)就是在一側引物的5′端加上一個(gè)30~40bp的GC結構,這樣在PCR產(chǎn)物的一側可產(chǎn)生一個(gè)高熔點(diǎn)區,使相應的感興趣的序列處于低熔點(diǎn)區而便于分析。因此,DGGE的突變檢出率可提高到接近于100%。
作為一種突變檢測技術(shù),DGGE具有如下的優(yōu)點(diǎn):(1)突變檢出率高。DGGE的突變檢出率為99%以上。(2)檢測片段長(cháng)度可達1kb,尤其適用于100~500bp的片段。(3)非同位素性。DGGE不需同位素摻入,可避免同位素污染及對人體造成的傷害。(4)操作簡(jiǎn)便、快速。DGGE一般在24小時(shí)內即可獲得結果。(5)重復性好。但是,該方法需要特殊的儀器,而且合成帶GC夾的引物也比較昂貴。
【實(shí)驗用品】
1.PCR擴增儀;變性梯度凝膠電泳儀;凝膠成像及分析系統;紫外透射儀;高速離心機;電泳儀;電泳槽。
2.尿素、去離子甲酰胺、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、瓊脂糖
3.微量加樣器(200μl,20μl);Tip頭(200μl,20μl)。Tip頭盒(200μl,20μl);Eppendorf管(0.5ml,0.2ml),Eppendorf管架。
4.PCR擴增相關(guān)試劑。
【實(shí)驗步驟】
1.PCR反應(同前)
其中,上游引物加40bp [GC] Clamp。
2.PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確認。
3.垂直變性梯度凝膠電泳
變性梯度遞增的方向與電泳方向垂直。所使用的膠為6%聚丙烯酰胺凝膠,變性濃度為0~100%。其中,含7 M尿素和40%去離子甲酰胺的膠為100%變性,不含尿素和去離子甲酰胺的膠為0%變性。垂直變性梯度凝膠電泳主要是檢測引物的最適解鏈條件(即變性濃度)。
PCR產(chǎn)物加上樣緩沖液后上樣,300~400µl/孔,電壓150V,溫度60℃,時(shí)間2~4小時(shí)。
4.平行變性梯度凝膠電泳
變性梯度遞增的方向與電泳方向平行。根據垂直變性梯度凝膠電泳檢測的解鏈區域的變性濃度,制備相應變性濃度的平行變性梯度凝膠,檢測各標本是否存在突變。
PCR產(chǎn)物加上樣緩沖液后,25μl~30μl/孔,電壓150V,溫度60℃,時(shí)間3~6小時(shí)。
5.染色5分鐘,凝膠成像儀分析結果。
【實(shí)驗結果分析】
觀(guān)察并記錄平行變性梯度凝膠上條帶的位置,根據異常泳動(dòng)變位篩查突變樣本。
【思考題】
1.PCR-DGGE檢測突變的基本原理是什么?
2.為什么要在上游5端添加[GC] Clamp?
3.如何確定樣品的變性梯度?
實(shí)驗十  PCR-DHPLC
Polymerase Chain Reaction-Denatured High Performance Liquid Chromatography
【實(shí)驗目的】
1.了解PCR-DHPLC技術(shù)的原理。
2.了解并熟悉PCR-DHPLC技術(shù)的步驟。
【實(shí)驗原理】
DHPLC技術(shù)也稱(chēng)為WAVE核苷酸片段分析系統。利用高效液相色譜原理,PCR擴增后的DNA片段與緩沖液(TEAA)混合形成液相,流動(dòng)相被高壓驅動(dòng),通過(guò)一個(gè)DNA分離柱——DNA Sep柱,該柱可對DNA片段進(jìn)行分離和分析。變性溫度是影響DNA片段分析的一個(gè)重要因素,變性溫度升高,保留時(shí)間縮短。洗脫的核苷酸片段經(jīng)檢測器檢測后轉換為數字信號記錄并儲存于計算機中。
在部分變性條件下,DNA Sep柱可檢測突變。雜合的個(gè)體在部分變性條件下(95℃變性后逐漸冷卻到一定溫度)形成純合和雜合雙鏈。兩者通過(guò)DNA Sep柱時(shí)保留時(shí)間不同而得以區分。
DHPLC方法不需要灌膠、上樣、電泳等繁瑣的操作,快速、自動(dòng),可檢測片段長(cháng)達1500bp,準確率達96%以上。
【實(shí)驗用品】
1.PCR擴增儀;WAVE DNA片段分析系統;凝膠成像及分析系統;紫外透射儀;高速離心機;電泳儀;電泳槽。
2.TEAA、乙腈、瓊脂糖
3.微量加樣器(200μl,20μl);Tip頭(200μl,20μl)。Tip頭盒(200μl,20μl);Eppendorf管(0.5ml,0.2ml),Eppendorf管架。
4.PCR擴增相關(guān)試劑。
【實(shí)驗步驟】
1.PCR反應(同前)
2.PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確認。
3.緩慢變性
95oC變性5分鐘,然后以0.03℃/S速率緩慢復性至25℃,使雜合子形成異源雙鏈。
4.確定熔解溫度
根據溫度預測軟件對DNA片段進(jìn)行序列分析,確定熔解溫度。
5.取10μl緩慢變性PCR產(chǎn)物上樣,分析流出峰峰形。
【實(shí)驗結果分析】
觀(guān)察并記錄流出峰峰形及位置,根據異常峰形篩查突變樣本。
【思考題】
1.PCR-DHPLC檢測突變的基本原理是什么?
2.為什么PCR產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)緩慢變性過(guò)程?
3.如何確定樣品的熔解溫度?
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