1、1拼接和修复操作流程一 :拼接1、引物登记:新引物到时,认真核对引物条数,按照基因名详细记录在引物登记本上。2、溶引物:将引物按顺序隔排排放到 96 孔平板上, (注意将 GR 基因两条重复的首尾引物各取出一条)向每管引物中加入 300ul1*TE,并在每管管盖上标记出基因名称和引物序列号,注意不要错标。测序引物单独拿出来,交由测序人员保存,用时再溶解。3、振引物:将每板引物用涡旋震荡器震荡均匀,每板引物震荡时间不少于 2 分钟。4、写拼接方案:根据每条基因的引物条数对其进行分段,每段引物在 12-18 条之间,标示出各段的基因长度,并依据基因的平均 Tm 值以及 GC%选择一个合适的 退火温
2、度。一般退火温度稍高于平均 Tm 值,并根据 GC%进行调整。若 GC%大于 60%时,要适量加入 DMSO,最后写好基因的重叠延伸方案。5、混引物:按照拼接方案的分段方法,对各段引物进行混合,每条引物取 5ul 混合于 1.5ml 离心管中,充分震荡,混合均匀。6、准备反应:找到各段的首尾引物,按顺序与混合引物排列好,准备好一管灭菌水和总管。总管配置方法如下:5*pfu Buffer 10ul * 40 400ulpfu DNA 聚合酶 0.6ul 24uldNTP 1ul 40ulH2O 13.4ul 540ul注意配置总管是要确保每个成分的质量,每次新领取的成分用之前要检测。7、预扩增反
3、应:反应体系如下: 反应程序下:混合引物 3ul 1、 94 2min2、 94 20s3、 退火温度+4 20s总管 25ul 4、 72 14sH2O 22ul 5、 94 20s 6、 退火温度 20s7、72 14s - 8、 94 20s9、 55/60/65 20s10、 72 14s11、 72 2min注意:配好反应体系后要离心,确保 PCR 管中没有气泡。如有气泡会影响 Pfu 酶的活性。其中 2-4 号程序是个降落 PCR(Touch down PCR)每个循环退火温度下降 1 度,运行 4 循环,5-7 号程序,运行 8 个循环, 8-10 号程序,运行 8 个循环。其中
4、延伸温度根据片段大小决定,pfu 的聚合速度为 1kb/30s8、二次扩增反应: 2反应体系如下: 反应程序如下:预扩产物 1ul 1、 94 2min 首引物 2ul 2、 94 20s尾引物 2ul 3、 55/60/65 20s 总管 25ul 4、 72 视片段大小设定H2O 20ul 5、 72 2min2-4 号程序,运行 18 个循环9、二扩产物检测:取 2ul 二扩产物进行电泳检测,若二扩产物有很好的纯度和浓度,可直接用其做模板进行下一步的重叠延伸。若二扩产物纯度不够,则需要对其进行胶回收,回收完后做模板。若二扩产物浓度不够但很单一则需检测其首位引物的浓度。若二扩产物浓度及纯度
5、都不好则考虑更改拼接方案。对拼接好的片段作好标记,对不理想的片段作好记录。10、第一轮重叠延伸:反应体系如下: 反应程序如下:预扩产物 1/2 各 1ul 1、 94 2min 首引物 2ul 2、 94 20s尾引物 2ul 3、 55/60/65 20s 总管 25ul 4、 72 视片段大小设定- H2O 19ul 5、 72 2min2-4 号程序,运行 18 个循环11、对重叠延伸产物跑回收胶,对其电泳情况进行记录,对好的片段进行胶回收。12、以回收好的第一轮重叠延伸产物为模板,做下一轮重叠延伸,直至得到全长。二:基因修复1.基因修复的过程:(1)一般早上 9:3010:30 之间,
6、办公室下修复方案。修复方案下后,首先用修复方案本(不用修复本,因为在将方案誊写至修复本上时有一定出错率,直接用修复方案本可以保证不拿错质粒等)找到所需的原始质粒和所需基因的引物板。放于自己实验桌上。然后将方案誊写于修复本上(注意写好片段大小) 。(2)将原始质粒稀释 20 倍。首先写好稀释质粒 EP 管的编号(标明 1:20) (原始质粒一般用 mark 笔的粗头写,所以我们稀释质粒最好用 mark 笔的细头写,以便区分) 。然后分别吸取原始质粒 2uL 至对应空管中,再加入 38uL 的无菌水(水要将原始质粒冲至管底) 。最后在振荡器上振荡一下。(3)利用修复本将首尾引物排好顺序,至于板上。
7、然后将稀释质粒相应的排好(同时核对是否出错) 。写好 PCR 管,相应把引物和质粒加于相应 PCR 管中(稀释质粒、首末端引物各 2mL) 。加入 25uL 的总管。最后用无菌水将其配成 50uL 体系。(4)上 PCR 仪:因为各台 PCR 仪功效不一样,运行时间长短可能悬殊比较大。 ,所以尽量一批 PCR 都在一台机器上运行 (一些难做的基因除外) 。其 GC在 40和 60%之间的可以直接用 60 度退火;GC在 60左右的片段,可以加入 1uLDMSO(DMSO 毒性极低,是一种水溶性的化合物,能溶解绝大多数有机化合物,减少 DNA 的二级结构,降低退火温度)在 60 度上退火,或直接
8、在 65 度上退火;GC在 65或更高一点的片段,可以加入 2uL 的 DMSO 在 60 度上退火,或加入 1uLDMSO 在 65 度上退火;对于 GC达到75左右的基因可以加入 2/3uLDMSO(DMSO 最多可加至 3uL,再多的量将逐渐抑制反应)在 68 度或 65 度上退火,有些基因甚至可以用 70 度或 72 度退火;GC%在 40或更低的片段,可以在 55 度上退火,有些更低 GC的,可以至 50 度退火。新 pfu 酶活性为每 30S 合成 1kb 片段,据此,设置延伸时间。3程序是1 94 度 2min2 94 度 20s3 设定的退火温度值 20s4 72 度 13s5
9、 72 度 3min2 至 4 号程序跑 18 个循环(5)胶回收:在 PCR 产物下来之前须注意一下是否有回收胶。PCR 产物下来后在板上排好顺序,加入一点 loading buffer,拿好胶,进行点样。点样时尽量减少损失。在胶跑好前,写好 2mL 的 EP 管。胶跑好后,核对片段大小,割胶(胶需割得较薄,以保证没有杂带混入) ;加入 450uL 的溶胶液(即使胶非常厚 45mL 已经足够,加入过多的溶胶液,在下面的步骤中容易引起污染)放入 63 度下水浴;写好套管和 1.5mLEP 管并排序(注意不能写错管子和弄错顺序) ;在观察胶已溶好后,将其转至套管中,并其按顺序排在离心机上;300
10、0r/min(相对于 5000r/min 其更利于 DNA 的吸附) ,1 分钟;10000r/min,30S(很关键,时间太短可能会导致 DNA 中残留溶胶液,影响测序反应,时间太长可能导致少量 DNA 损失) ;倒掉溶胶液,加入漂洗液,5000r/min,1min;倒掉,再漂洗一次;倒掉漂洗液后,10000r/min,1min(关键步骤,时间太短会引起酒精残留,影响后续实验) ;将套管转至1.5mL 的管中,放入烘箱,3 4min;取出,加入 30uLTE(加至管底,而不是打在管壁上) 。(6)继续做下一轮 PCR,直至得到所需基因全长。(7)模板、原始质粒、稀释质粒和修复引物的整理:原始
11、质粒用已写上日期的小袋装好,放于冰箱中;稀释质粒和模板按照日期排序于 96 孔板上,约一个月以前的东西整理倒袋子中。这样只要查一下修复本和修复方案本就可以迅速找到所需东西。一般一个月内的东西十分钟内能找到,一个月以前的东西半小时内能找到。(8)基因进度整理:修复方案本上的方案在其被誊写到修复本上时,在此方案前打勾,在此方案被完成后,用红笔在其右侧标上连接编号和日期(以保证没有漏做的基因) 。每天中午时候观察平板生长情况,如遇不好情况,采取相应措施;对于难做的基因尽量多花时间,尽快做完,从而不影响基因的整体进度。一般的修复方案尽量在当天就完成,最迟第二天,必须完成。2.修复中可能出现的问题以及注
12、意事项(1) 看胶时出现一系列异常情况:所有片段都没有出,或只有个别片段有很弱的带,说明总管有问题,或个人实验中出错;一条基因的全部片段都没有出,可能是原始质粒拿错,或退火温度不对;一条基因的部分片段没出,说明此基因的部分引物不好、原始质粒(一般原始质粒都好用)不好,或该基因的此片段处于 GC 高峰或低谷处,也有可能东西拿错;杂带呈现几条比较清晰的带,可能是模板加入量太多或两模板加入的量悬殊太大;杂带呈现为,主带上面弥散呈一片,说明该基因重复序列严重。(2)对于难扩的基因:基因中存在 GC%高峰或低谷的片段,可以单独拿出来用更高或更低的温度退火(强行做的话,可能会出现缺段现象) ;GC%含量很
13、高,可以用 68 度、70 度甚至 72 度退火,同时加入适量的 DMSO;GC% 含量很低的基因可以在 55 度或 50 度上退火:对于一些易出杂带并且较弱的基因可以多跑上一些循环(较常用),或者做 2 管回收时并在一起(一般情况下不用此方法,因为弱带很可能并不是比较纯的目的片段) ;对于重复序列严重的基因,首先要大量稀释模板,有些可以稀释至 500 至 1000 倍(能减少杂带出现几率) ,其次需要提高退火温度(减少非特异性扩增) ,并且严格限制延伸时间(延伸时间需正好卡在目的片段延伸所需时间的点上)。4三:连接扩增,当一个基因的 GC 含量位于 40%-60%之间时,我们可以通过拼接直接
14、将基因的片段分小段直接拼出全长,如果该基因 GC 含量过高或过低,或有比较严重的重复序列时,我们就要考虑用连扩将这条基因分小段拼出,一旦小段出来,就能重叠延伸得出该基因的全长。我们在做连接扩增前先提一下 Taq DNA 连接酶的功能,Taq DNA 连接酶能够催化磷酸二酯键的形成,使杂交到同一互补靶 DNA 链上的两条契合寡核苷酸链的 5“磷酸末端和 3“羟基末端通过形成磷酸二酯键连接。这个连接反应只有当两条寡核苷酸链和互补靶 DNA 链完全配对并且两者之间没有空隙的条件下才可发生。这正好符合我们基因的设计引物的原则,在 45 度到 65 度的范围内,Taq DNA 连接酶均有活性。连接扩增的
15、步骤可以分为以下三步1. 磷酸化过程一般定 20 ul 的反应体系。将分好小段的基因的引物按奇偶分开磷酸化,如 1,3,5,7,9,11,13 号引物各取2ul放入 200 ul 的 PCR 管中,2,4,6,8,10,12,14 号引物各取 2ul 放入 200 ul 的 PCR管中,再依次加入ATP 2ul, 浓度为 1m Mol/LPNK buffer A 2ul,PNK 0.4ul加水定容至 20ul。置于 37 度的恒温箱中静置 30min2,连接反应一般定 25ul 的反应体系,依次加入奇数管已磷酸化好的反应物 5ul偶数管已磷酸化好的反应物 5ulTaq DNA 连接酶 buff
16、er 2.5 ulTaq DNA 连接酶 0.2-0.3 ul加水定容至 25ul。我们用的 Taq DNA 连接酶是 New England(纽英伦)公司的高浓度的 Taq DNA 连接酶,浓度为 40U/ ul,一般情况下加 0.2 ul 足以,如果做得连接扩增比较多时,即大于3 个,建议配个总管。然后上 PCR 仪连接反应的程序是94 度 2min每秒钟下降 0.02 度直至下降至设定的连接反应温度值。维持在你设定的连接温度 30min连接温度的设定一般我们参考该基因的平均的 GC 含量,最低的 Tm 值和平均的 Tm 值,设定值一般在 45 度到 65 之间,在 45 度到 65 度的
17、范围内,Taq DNA 连接酶均有活性。如果一次做多个连扩,我们可以设一个比较低的连接温度值,我们先要考虑到所有引物都能够退火。 3,扩增反应一般定 50 ul 的反应体系5连接反应物 5 ul首尾引物各 2 ul总管 25 ul加水补足至 50 ul再看看该基因的平均 GC 含量和平均 Tm 值。如果是高 GC 含量和高平均 Tm 值的基因片段考虑加入 1-2 ul 的 DMSO,有助引物的退火和 Pfu DNA 聚合酶通过高 GC 区。再上 PCR 仪,程序是1 72 度 2min2 94 度 2min3 94 度 20s4 设定的退火温度值 20s5 72 度 13s6 72 度 3min3 至 5 号程序跑 20 个循环片段下来检测其亮度。