质粒提取主要有碱裂解法,煮沸裂解法,小量一步提取法等。
1、碱裂解法原理:根据共价闭合环状dna与线性dna的拓扑学
结构差异来分离的。在强碱环境下,细菌的细胞壁和细胞膜被破坏,基因组dna和质粒dna被释放出来,线性dna双螺旋结构被破坏而发生变性。虽然在强碱的条件下共价闭合环状质粒dna也会发生变性,但两条互补链仍会互相盘绕,并紧密的结合在一起。当加入ph4.8的乙醋酸钾高盐缓冲液使ph恢复中性时,共价闭合环状质粒dna复性快,而线性的染色体dna复性缓慢,细菌蛋白质、破裂的细胞壁和变性的染色体dna会相互缠绕成大型复合物,后者被十二烷基硫酸盐包盖。当用钾离子取代钠离子时,复合物会从溶液中有效地沉淀下来,离心除去变性剂后,就可以从上清中回收复性的质粒dna。
2、煮沸法裂解:将细菌悬浮于含triton x-100
和能消化细胞壁的溶菌酶缓冲液中,然后加热到100℃使其裂解。加热除了破坏细胞壁外,还有助于解开dna链的碱基配对,并使蛋白质和染色体dna变性。但是,闭环质粒dna彼此不会分离,这是因为他们的磷酸二酯骨架具有互相缠绕的拓扑结构,当温度下降后,闭环dna的碱基又各自就位,形成超螺旋分子,离心除去变性的染色体核蛋白质,就可从上清中回收质粒dna。
煮沸裂解法
对于小于15kb的小质粒很有效,可用于提取步至lml(小量制备),多至250ml(大量制备)菌液的质粒,并且对大多数的大肠杆菌菌株都适用。
3、小量一步提取法:由于细菌染色体dna
比质粒大得多,受机械力后细菌染色体dna会被震断成不同大小的线性片段而缠绕附着在细胞碎片上,并发生变性。同样受机械力质粒dna会变性,机械力消失后复性。但质粒dna的复性快,仍溶于溶液而细菌染色体dna复性较慢,会形成不溶的网状结构,通过高速离心可以分离得到质粒dna 。