一、实验原理
RNA是基因表达的中间产物,存在于细胞质与核中。对RNA进行操作在分子生物学中占有重要地位。获得高纯度和完整的RNA 是很多分子生物学实验所必需的,如Northern杂交、cDNA合成及体外翻译等实验的成败,在很大程度上取决于RNA的质量。由于细胞内的大部分RNA是以核蛋白复合体的形式存在,所以在提取RNA时要利用高浓度的蛋白质变性剂,迅速破坏细胞结构,使核蛋白与RNA分离,释放出RNA。再通过酚、氯仿等有机溶剂处理、离心,使RNA与其他细胞组分分离,得到纯化的总RNA。在提取的过程中要抑制内源和外源的RNase活性,保护RNA分子不被降解。因此提取必须在无RNase的环境中进行。可使用RNase抑制剂,如DEPC是RNase的强抑制剂,常用来抑制外源RNase活性。提取缓冲液中一般含SDS、酚、氯仿、胍盐等蛋白质变性剂,也能抑制RNase活性。并有助于除去非核酸成分。
本实验介绍异硫氰酸胍法和TRIzol法提取动物组织总RNA并通过电泳进行鉴定。
二、仪器和试剂
1.仪器:
超净工作台、高速冷冻离心机、电泳仪、紫外分光光度计、凝胶成像系统、振荡器、移液器、吸头、Ep管、玻璃匀浆器、试管、
玻璃器皿洗净后置180℃烘烤8h;不耐高温的器皿(如塑料制品)应用0.1% DEPC浸泡2h,70~80℃ 烘烤干燥,120℃高压20min,再70~80℃烘烤干燥方可使用。
2.试剂:
(1)细胞裂解液:
异硫氰酸胍 4mol/L
柠檬酸钠(pH7.0) 25mmol/L
十二烷基肌氨酸钠 0.5%
β-巯基乙醇 0.1mol/L
称取柠檬酸钠0.64g,十二烷基肌氨酸钠0.415g,吸取β-巯基乙醇0.7ml,用无Rnase的蒸馏水溶解,定容至50ml。然后取以上配制的溶液(CBS液)33ml,异硫氰酸胍 25g,混合,完全溶解后4℃保存备用。
(2)10×凝胶缓冲液:
吗啉代丙璜酸(MOPS)(pH7.0) 200mmol/L
NaAc 100mmol/L
EDTA(pH 8.0) 10mmol/L
过滤除菌后避光保存。
(3)5×变性上样缓冲液:
水饱和的溴酚蓝 16μl
500mmol/LEDTA(pH 8.0) 80μl
甲醛(37%) 720μl
甘油 2ml
甲酰胺 3084μl
10×凝胶缓冲液 4ml
加无RNase水至10ml,4℃可保存3个月。
(4)TRIzol RNA抽提试剂
(5)2mol醋酸钠
(6)0.1% DEPC
(7)平衡酚:氯仿:异戊醇(25:24:1)
(8)平衡酚、氯仿
(9)无水乙醇、70%乙醇、异丙醇
(10)无RNase水
三、操作步骤
(一)异硫氰酸胍法(PLT)
1.取新鲜动物组织0.1~0.2g置于组织匀浆器中,加入预冷的细胞裂解液1ml,在冰浴中迅速匀浆15~30s,以充分研碎组织。然后将细胞悬浮液吸入另一试管中。
2.加入2mol醋酸钠(pH4.0)120μl,充分混匀。
3.加入1.2ml酚:氯仿:异戊醇,充分混匀摇振10s,冰浴15min。
4.将混合物转移至1.5ml Ep管中,4℃,离心10 000r/min,20min.
5.移取上层水相至另一Ep管中,加入等体积的异丙醇,静置?C20℃,30min沉淀RNA.
6. 4℃,离心12 000r/min,15min.
7. 弃上清液,加入70%乙醇400μl,洗涤RNA沉淀物;如果RNA沉淀物被悬浮,则4℃ 离心10 000r/min,10min。
8. 弃上清液,自然干燥,但应避免沉淀完全干燥,否则RNA难以溶解。
9.加入100μl无RNase水重悬RNA,或加1ml无水乙醇和1/10体积3mol醋酸钠(pH4.0),?C70℃保存。
(二)TRIzol试剂提取RNA
1.取新鲜动物组织0.1~0.2g置于组织匀浆器中,加入预冷的Trizol液 1ml 于玻璃匀浆器中,在冰浴中迅速匀浆15~30s,以充分研碎组织。然后将细胞悬浮液吸入另一1.5ml Ep管中,于室温下静置5min。
2.加入200μl氯仿,剧烈振摇15s混匀后,室温静置3min。
3. 4℃,10 000r/min离心15min,RNA分布于水相中。
4.将上层无色水相转移到另一Ep管中,加入500μl 异丙醇,室温静置10min。
5.4℃,10 000r/min离心10min。
6.弃上清液,用1ml 75%乙醇洗涤RNA沉淀物,4℃,7500r/min离心5min。
7.弃上清液,室温干燥15min.
8.向干燥过的沉淀物中加入200μl DEPC处理水(无核水)溶解沉淀物,于-20℃保存备用。
(三)RNA检测
1.在紫外分光光度计上检测RNA浓度及纯度。
方法同实验四,用DEPC处理水校正零点;用DEPC处理水稀释RNA样品;读取OD260、OD280值及OD260/OD280的比值。
2. 琼脂糖凝胶甲醛变性电泳检测
(1)制备凝胶(1.2%)。称1.2g琼脂糖,加72ml DEPC处理水,加热熔化。冷却至60℃,在通风橱内加入10×凝胶缓冲液10ml,甲醛(37%)18ml,混匀后,倒胶。
(2)制备样品。在离心管中,将RNA样品与5×变性上样缓冲液以4:1混匀。65℃温育5~10min,迅速在冰上冷却5min,离心数秒。
(3)上样前凝胶须预电泳5min,随后将样品卷入上样孔。以5V/cm的电压电泳1.5~2h.。
(4)待溴酚蓝迁移至凝胶长度的2/3~4/5处结束电泳。将凝胶置于溴化乙啶溶液(0.5μg/ml,用0.1mol/L乙酸胺配制)中染色约30min。
(5)在凝胶成像系统观察并分析。
四、注意事项
1.RNA是极易降解的核酸分子。因此提取总RNA必须在无RNase 环境中,戴口罩、手套、使用无RNase污染的试剂、材料、容器。
2.所有溶液应加DEPC至0.05%~0.1%,室温处理过夜,然后高压处理或加热至70℃ 1 小时或60℃过夜,以除去石油残留的DEPC。
3.所用的化学试剂应为新包装,称量时使用干烤处理的称量勺,所有操作均应在冰浴中进行,低温条件可减低RNA酶活性。
4.根据RNA样品的紫外吸收OD值,可计算出RNAd 浓度。
单链RNA [ssRNA]=40×(OD260-OD310)×稀释倍数
纯RNA OD260 / OD280比值通常在1.7~2.0。若比值低于1.7,说明有蛋白质等污染,应用酚/氯仿在抽提。若比值低于2.0,表明有盐、胍、糖可用LiCL选择沉淀RNA以除去杂质。
5.RNA样品电泳后,可见28S、18S及5S小分子RNA条带,则说明完整性好。若有降解可能是操作不当或污染了RNase.。28S和18S RNA比值约为2:1,表明RNA无降解。如比值逆转,则表明RNA降解。电泳中如果在28S 后方还有条带,表明有DNA污染,应用DNase处理后再进行纯化。