书城医学动物疫病实验室检验技术
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第55章 分子生物学诊断技术(7)

4.用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳同时分离4只反应管中的反应产物,由于每一反应管中只加一种ddNTP(如ddATP),则该管中各种长度的DNA都终止于该种碱基(如A)处。所以凝胶电泳中该泳道不同带的DNA 3’末端都为同一种双脱氧碱基。

5.放射自显影。根据四泳道的编号和每个泳道中DNA带的位置直接从自显影图谱上读出与模板链互补的新链序列。

二、双脱氧测序的示例及具体操作步骤

1.变性双链模板的制备

1.1材料:Tris/葡萄糖缓冲液(20mmol/L Tns-HCl pH8.0,10mmol/L EDTA.50mmol/L葡萄糖),1%SDS,0.2mol/L NaOH,异丙醇,TE缓冲液pH8.0,4mol/L LiC1,冷70%乙醇无水乙醇,2mol/L NaOH,2mmol/L EDTA。

1.2配制方法:

1.2.1取1.5ml处于对数生产期的培养菌液(含有待测病毒核酸的重组质粒模板),离心除去上清液后,用150ul Tris/萄萄糖缓冲液重悬菌团,在室温下放置5min。

1.2.2加入300L的1%SDS,0.2mol/L NaOH,颠倒混合约15次,在室温下放置15min,加入225ul 3mol/L醋酸钠(pH4.5),颠倒约15次混合,在冰浴中放置45min,然后离心5min;

1.2.3将65ul上清液转移至一支新管中,加入650u1异丙醇,混合后在室温下放置10min,离心5min后弃去异丙醇,抽真空干燥沉淀;

1.2.4用125ulTE(pH8.0)重新溶解DNA,加入375u1的4mol/L LiCl,在冰浴中20min后,于4℃下离心5min;

1.2.5将上清液转移至一支新管中用饱和苯酚抽提后再用氯仿抽提,加入2倍体积的异丙醇,在室温下沉淀30min,离心5min,弃去上清液;

1.2.6用冰冷的70%乙醇洗沉淀,离心5min,弃去上清液并干燥,用50u1TE缓冲液重新溶解沉淀。用紫外分光光度计测定质粒DNA含量;

1.2.7取0.2g质粒DNA,并将体积调至9ul,加入lul 2mol/L NaOH,2mmol/L EDTA,在室温下放置5min,加入2ul 30mol/L醋酸钠(pH4.5)和8ul水;1.2.8加入6ul冰冷无水乙醇,混合后在干冰/乙醇浴中放置15min,在4℃下离心5min,小心地弃去上清液,用冰冷的70%乙醇洗沉淀,离心5rain并小心地弃去上清液,真空抽干沉淀,并用TE缓冲液重新溶解沉淀。

2.延伸和终止反应以利用T7DNA聚合酶进行的双脱氧链终止反应为例。

2.1材料:变性的双链DNA模板(溶解在TE缓冲液中),0.5pmol/ul寡核苷酸引物(溶解在TE中,-20℃贮存),5×测序缓冲液(200mmol/L Tris pH7.5,50mmol/L MgCl2,-20℃贮存),0.1mol/L DTT(当月新配-20℃贮存),15mol/L的3种dNTP混合物(缺dATP),1000至1500Ci/mmol a32P dATP (在-20℃下达4至6周),修饰的T7DNA聚合酶,标准酶稀释溶液(20mmol/L Tris-HCl pH7.5,0.5mg/ml BSA,10mmol/Lβ-巯基乙醇,4℃贮存),终止混合物,甲酰胺上样缓冲液(0.2ml 0.5mol/L EDTA pH8.0,10mg溴酚蓝,10mg二甲苯青,10ml甲酰胺)。

2.2配制方法:取4支0.5ml离心管,标上G、A、T、C,每管加入7ul变性的双链DNA模板(分别为1和ug),lul寡核苷酸引物和2ul 5×测序缓冲液混合,65℃保温2min。在室温下冷却30min;

2.3每管加入lul 0.1mol/L DTT,2ul/11.5umol/L)3种dNTP混合物,0.5ul a32PdATP和2ul(2IU)修饰的T7DNA多聚酶混合物,在室温下放置5min;

2.3按标记每管分别加入3ul4种ddNTP终止混合物的一种;

2.4短促离心后,在37℃下保温5min;

2.5加入5ul甲酰胺上样缓冲液,上样前在80℃下加热2min,并迅速置于冰浴上,每个样品取3ul,上样电泳。

3.测序反应物电泳和序列读取

3.1按普通聚丙烯酰胺凝胶制备方法制作梯度胶;

3.2按G、A、T、C次序加入每种样品,在G、A和T种泳道上样lul,而在C泳道上样1.5ul;

3.3上样完毕加压1700V电泳,根据样品中溴酚蓝和二甲苯青染料迁移情况确定电泳时间;

3.4电泳完毕,在10℃冰醋酸中漂洗30min脱去尿素;

3.5在60℃或80℃干燥30min,放射自显影读取序列。

三、研究进展

1.几种快速获取模板的方法:

1.1单链噬菌体系统:利用克隆载体M13噬菌体浸染大肠杆菌,在细菌细胞噬菌体基因组以复制型双链DAN存在,并经滚环式复制产生子代噬菌体正链DNA,同时合成有关蛋白,装配后释放到细胞外。成熟的M13噬菌体含单链DNA,经克隆的筛选、抽提纯化,得到所需模板。

1.2杂交质粒系统:此系统除具M13系统的功能外,还能作为表达载体直接用于DNA序列分析和基因表达研究。

1.3直接利用RNA进行序列测定:在杂交质粒的多克隆位点两侧插人一段能被噬菌体RNA聚合酶识别的启动子,在噬菌体RNA聚合酶的作用下,在体外将克隆的外源双链DNA转录为单链的RNA,以RNA为模板,与引物退火后,在反转录酶(如AMV)作用下,按双脱氧链终止法步骤进行序列分析。

1.4PCR技术的采用:PCR技术的出现,使序列分析用DNA模板的制备更加方便。①例如用PCR法合成双链DAN片段,直接用双链进行测序。②在PCR扩增时,两个引物之一的5‘端生物素化,扩增后将DNA变性,通过亲和素柱,分离5’端含生物素的单链。③利用不对称PCR,按1:50匹配两引物含量,产生单链DNA。④GAMTS法,在两个PCR引物之一的5端连接噬菌体RNA聚合酶启动子序列,这样经PCR扩增产生的双链DNA片段的一端就带上了该启动子序列。然后以扩增出的双链DNA为模板,在噬菌体RNA聚合酶作用下转录出单链RNA。再以单链RNA为模板进行序列分析。

2.采用高分辨率的凝胶电泳技术:

2.1采用薄胶:凝胶厚度减少到0.5mm或0.1mm,样品泳动加快,自显影时减少β粒子在凝胶中的散射,提高分辨率。

2.2采用梯度胶:包括离子梯度和浓度梯度,使DNA片段泳动均匀,大小不同而又很相近的大片段更易拉开距离。

2.3采用鲨鱼齿梳:使相邻泳道相互靠近,不但在显影图上更易判定相邻带的上下关系,而且可以增加每板凝胶的泳道数目。

3.DNA序列分析自动化:

3.1放射自显影自动读谱仪:在电泳装置中装一个高灵敏度放射性探测仪,在电泳过程中将结果输入计算机,获得分析结果。

3.2用荧光标记引物或荧光标记ddNTP:可在电泳过程中以激光扫描装置识别DNA条带,经计算机处理后得到序列分析结果。此法适宜大量样品的测序。