DNA的提取与鉴定主要基于其物理化学特性:
溶解度差异:DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。当浓度为0.14 mol/L时,DNA溶解度最低,易析出;而浓度高于或低于此值时,溶解度升高。
酒精沉淀:DNA不溶于高浓度酒精(如95%冷酒精),而蛋白质等杂质可溶,因此可通过酒精分离纯化DNA。
耐高温性:DNA在80℃以上仍稳定,而蛋白质会变性沉淀,可通过高温处理去除杂质。
鉴定反应:DNA在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应生成蓝色复合物,用于定性检测。
实验材料选择
动物材料:鸡血细胞液(红细胞含细胞核,DNA含量高),需加入抗凝剂(如柠檬酸钠)防止血液凝固。
植物材料:洋葱、菜花等,需用洗涤剂破坏细胞膜,食盐(NaCl)辅助溶解DNA。其他工具:研钵、纱布、离心管、酒精灯等,避免使用金属器皿以防DNA断裂。
实验步骤详解
破碎细胞,释放DNA
动物细胞:加入蒸馏水使细胞吸水涨破,离心后取上清液。
植物细胞:研磨后加入洗涤剂(如SDS)溶解细胞膜,释放DNA。
去除杂质
调节NaCl浓度:通过改变NaCl浓度(如2 mol/L溶解DNA,0.14 mol/L析出DNA)反复纯化。
酶解法:加入嫩肉粉(含蛋白酶)分解蛋白质。
高温处理:60-80℃水浴后过滤,去除变性的蛋白质。
DNA析出
向滤液中缓慢加入预冷的95%酒精,DNA形成白色絮状物析出,用玻璃棒轻柔卷取。
DNA鉴定
取DNA溶液与二苯胺试剂混合,沸水浴5-10分钟,若溶液变蓝则证明DNA存在。
关键注意事项
材料处理:植物细胞需充分研磨;动物血液需新鲜且抗凝
操作轻柔:搅拌和转移时避免DNA分子断裂。
试剂配制:二苯胺试剂需现配现用,酒精需预冷以提高沉淀效率。
纯度提升:多次溶解-析出DNA可减少杂质(如RNA、多糖)。
实验意义与应用
该实验是分子生物学的基础操作,广泛应用于基因测序、疾病诊断(如产前STR检测)、法医学等领域。通过改进方法(如使用CTAB或商品化试剂盒),可进一步提升DNA纯度。
常见问题解答
为何选择鸡血?红细胞含细胞核且DNA含量高,易于提取。
洗涤剂的作用?破坏细胞膜和核膜,释放DNA。
酒精为何需冷却?低温降低DNA溶解度并减少杂质溶解。
通过以上步骤,即可从细胞中粗提取DNA并完成鉴定,为后续研究提供基础材料。