RNA和DNA的结构相似,提取RNA,通常会存在DNA。以下是4种去除RNA的方法。
一、RNase酶解法
1. 基于核酸酶的特异性作用中的RNase的特异性水解:
核酸酶中的RNase(核糖核酸酶)可特异性水解RNA,它能切断RNA中的磷酸二酯键,将其降解为核苷酸小片段。
常见的RNase有RNase A和RNase T1 ,作用位点不同。RNase A作用于嘧啶核苷酸3'-磷酸基团与相邻核苷酸5'-羟基间的磷酸二酯键,RNase T1作用于鸟嘌呤
核苷酸的3'-磷酸基团与相邻核苷酸5'-羟基间的磷酸二酯键。
这些酶只作用于RNA,不影响DNA,合理使用可精准去除样本中的RNA,获得纯净DNA。
2.操作步骤
a. RNase添加与孵育:
在核酸样本中加入适量无DNA酶的RNase,如RNase A,按1-10μg RNase A/mg核酸的比例添加;
将样本在37℃孵育30 - 60分钟。
b. 杂质去除:
孵育结束后,可选择酚 - 氯仿抽提或核酸纯化柱进一步去除蛋白质和其他杂质。
c. 酚 - 氯仿抽提步骤:
若采用酚 - 氯仿抽提,将等体积酚 - 氯仿(1:1)与样本混合;
剧烈振荡后离心,取上层水相;
重复抽提1 - 2次;
用无水乙醇沉淀DNA。
3.注意事项
a. 避免RNase污染:确保RNase无DNA酶污染,防止DNA被降解。
b. 控制酶解温度:温度要适宜,过高可能导致RNA过度降解,产生小片段干扰后续实验;过低则RNA降解不完全。
c. 把控酶解时间:时间需合适,过长会造成RNA过度降解影响后续实验;过短则无法使RNA降解完全。
二、柱提法
1. 基于核酸化学结构差异中的化学修饰差异
核酸纯化柱的结合缓冲液含高浓度盐和特定pH值,利于核酸与基质结合,DNA和RNA与基质结合能力有差异;洗涤缓冲液含乙醇和盐,能去除蛋白质、多糖等杂质,且对DNA和RNA洗脱效果不同,利用这些差异实现DNA和RNA的分离,同时去除杂质,获得纯净DNA。
2.操作步骤
a. 结合步骤:
将核酸样本与含高浓度盐和特定pH值的结合缓冲液混合;
把混合液加入核酸纯化柱,离心使核酸吸附在基质上,倒掉流出液。
b. 洗涤步骤:用含乙醇和盐的洗涤缓冲液洗涤纯化柱,去除蛋白质、多糖等杂质。
c. 洗脱步骤:使用低盐洗脱缓冲液(如无核酸酶水或TE缓冲液)洗脱DNA,离心收集含DNA的洗脱液。
3. 注意事项
a. 操作规范:严格依照纯化柱说明书操作。
b. 条件把控:准确控制各步骤的离心条件和试剂用量。
c. 型号选择:依据样本核酸含量和实验要求,挑选合适型号的纯化柱的洗脱液。
三、选择性沉淀法
1. 基于核酸化学结构差异中的化学修饰差异
一些化学试剂如选择性沉淀剂LiCl,在合适浓度下(如2 - 3M)对RNA的亲和力高,使RNA沉淀,而DNA仍留在溶液中,实现两者分离的洗脱液。
2.操作步骤
a. RNA沉淀:
向核酸样本中加入2 - 3M LiCl溶液作为选择性沉淀剂;充分混匀后冰浴30分钟,促使RNA选择性沉淀;在4℃、12000 - 15000rpm条件下离心15 - 20分钟,将含DNA的上清液转移至新离心管,此时RNA沉淀在管底。
b. DNA沉淀:
向上清液中加入2 - 3倍体积无水乙醇和1/10体积3M NaAc(pH 5.2);混匀后在-20℃放置30分钟沉淀DNA;4℃、12000 - 15000rpm离心15 - 20分钟。
c. DNA洗涤与溶解:
弃上清,用70%乙醇洗涤DNA沉淀2 - 3次;晾干后用适量TE缓冲液或无菌水溶解。
3.注意事项
a. 沉淀剂相关:
准确控制沉淀剂浓度,浓度过低无法使RNA完全沉淀;
严格把控作用时间,时间过短RNA沉淀不充分;
避免沉淀剂浓度过高,否则可能导致DNA共沉淀;
防止作用时间过长,以免出现DNA共沉淀情况。
b. 离心条件:选择合适的离心条件,确保RNA和DNA有效分离。
四、碱处理法
1.基于核酸化学结构差异中的碱水解原理
DNA和RNA的结构不一样。RNA的核糖上有个2'-OH基团,当处在碱性很强,pH值达到12 - 13的环境里,RNA就容易被水解。
简单来说,就是它的磷酸二酯键会断开,变成一个个小的核苷酸片段。但DNA是双链结构,相比之下更抗水解,在这种强碱性条件下还能保持基本完整。利用这个特性,就能把DNA和RNA分开,留下我们想要的DNA。
2.操作步骤
a. 样本转移:将核酸样本转移至合适离心管。
b. 碱处理:加入适量0.1 - 1M NaOH溶液,使样本pH值达12 - 13,轻轻混匀,室温孵育10 - 15分钟水解RNA。
c. 中和:加入等体积0.1 - 1M HCl溶液中和,使pH值恢复至中性。
d. 常规处理:进行常规的核酸沉淀、洗涤和溶解步骤,获取去除RNA的DNA。
3. 注意事项
a. 碱处理时间和pH值控制:
严格控制碱处理时间,时间过长可能损伤DNA,时间过短则RNA水解不完全;
严格控制pH值,pH值过高会损伤DNA ,pH值过低RNA水解不充分。
b. 中和注意事项:
中和时需缓慢加入酸性缓冲液;
加入酸性缓冲液后要充分混匀,避免局部pH值变化过快对DNA结构造成影响。
五、方法选择
1. 样本类型:血液、组织等核酸含量丰富样本,可选择碱处理法、RNase酶解法;微生物、病毒等核酸含量少样本,柱式纯化法更合适,能有效富集DNA。
2. 实验要求:对DNA完整性要求高的实验,如基因组测序,避免使用碱处理法,防止DNA损伤;对纯度要求高的实验,如PCR扩增,可结合多种方法提高DNA纯度。
3. 成本与效率:大规模样本处理,考虑成本和效率,选择性沉淀法成本低、操作相对简单;少量样本精细处理,柱式纯化法虽成本高,但快速、方便。
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