第一篇:PCR-SSCP技术_分子生物学实验-舒鸣读研记录
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分子生物学实验-舒鸣读研记录DNA的提取,纯化,回收,PCR实验,凝胶电泳.聚丙烯电泳,内切酶实验(单,双或者多)感受态细胞,转化,筛选,质粒DNA提取,回收,测序
等常见的分子生物学实验内容的原理、方法与步骤,常见的问题分析以及一些实验心得体会 主页博客相册|个人档案 |好友 查看文章
PCR-SSCP技术2007年11月27日 星期二 21:37敏锐地将构象上有差异的分子分离开.作者称该方法为单链构象多态性
(Single-Strand Conformation Polymorphism,SSCP)分析.在随后的研究中,作者又
将SSCP用于检查PCR扩增产物的基因突变,从而建立了PCR-SSCP技术,进一步提高了检测突变方法的简便性和灵敏性.其基本过程是:①PCR扩增靶DNA;②将特异的PCR扩增
产物变性,而后快速复性,使之成为具有一定空间结构的单链DNA分子;③将适量的单
链DNA进行非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳;④最后通过放射性自显影、银染或溴化乙锭显色分析结果.若发现单链DNA带迁移率与正常对照的相比发生改变,就可以判定该链构 象发生改变,进而推断该DN-段中有碱基突变.该方法简便、快速、灵敏,不需要特
殊的仪器,适合临床实验的需要.但它也有不足之处.例如,只能作为一种突变检测方
法,要最后确定突变的位置和类型,还需进一步测序;电泳条件要求较严格;另外,由于SSCP是依据点突变引起单链DNA分子立体构象的改变来实现电泳分离的,这样就可能会出现当某些位置的点突变对单链DNA分子立体构象的改变不起作用或作用很小
时,再加上其他条件的影响,使聚丙烯酰胺凝胶电泳无法分辨造成漏检.尽管如此该
方法和其他方法相比仍有较高的检测率.首先,它可以发现靶DN-段中未知位置的碱
基突变.Takao,经实验证明小于300bp的DN-段中的单碱基突变,90%可被SSCP发
现,他认为现在知道的所有单碱基改变绝大多数可用该方法检测出来.另外,SSCP方
法可通过聚丙烯酰胺凝胶电泳将不同迁移率的突变单链DNA分离,并且还可以进一步 提纯.用这种方法可以最终从DNA序列水平上鉴别突变DN-段.二、SSCP的改进 SSCP技术自创立以来,经历了自身发展和完善的过程,刚建立时是将同位素掺入PCR 扩增物中,通过放射自显影来显示结果.这给该技术的推广造成一定的困难,随着DNA 银染方法与PCR-SSCP结合,尤其是直接溴乙锭染色方法的应用,使得该方法大大简化.最近,SSCP值得注意的改进是将DNA-SSCP分析,改为RNA-SSCP分析,其基本原理是: RNA有着更多精细的二级和-构象,这些构象对单个碱基的突变很敏感,从而提高
了检出率,其突变检出率可达90%以上.另外,RNA不易结合成双链,因此可以较大量的进行电泳,有利于用溴化乙锭染色.但该方法增加了一个反转录过程;还需要一个较长的引物,内含有启动RNA聚合酶的启动序列,从而相对地增加了该方法的难度.为了进一步提高SSCP的检出率,可将SSCP分析与其它突变检测方法相结合.其中与杂 交双链分析(Heterocluplex analysis,Het)法结合可以大大提高检出率.Het法是用 探针与要检测的单链DNA或RNA进行杂交,含有一对碱基对错配的杂交链可以和完全互
补的杂交链在非变性PAG凝胶上通过电泳被分离开.对同一靶序列分别进行SSCP和Het 分析可以使点突变的检出率接近100%,而且实验简便.三、PCR-SSCP的实验操作 在小于1Kb长度的情况下,DN-段长度与丙烯酰胺的浓度选择如下: DN-段长度(核苷酸数)丙烯酰胺(%)1Kb~700b 3.5 700b~500b 5 500b~200b 8 200b 12 在进行SSCP前首先要通过PCR扩增出特异性好的产物(琼脂糖电泳不能有过强的拖尾).1)制备聚丙烯酰胺凝胶(PAG)
按上表制所需的胶液,将梳子插入模子,从梳子一端加入胶,当胶液快到梳齿时,使
模子向加胶端倾斜,继续慢慢加胶,边加边放端模子以防止气泡形成,室温放置1h使 之凝固.然后拔掉梳子,顶部加入1×TBE封闭,备用.2)电泳
取10μlPCR产物,加入10μl变性剂(95%甲酰胺,10mmol/LEDTA,0.02%溴酚蓝)、30μl 石蜡油,煮沸5min,取出立刻放入冰浴中2min以上,然后将水相全部上样,10-15℃下
电泳.开始在300V电压下电泳5min,然后在120V电泳8h,取下凝胶,将其浸在含 0.5ug/ml溴化锭的1×TBE缓冲液中染色30--45min,在紫外灯下观察,或进行银染.3)银染法
将PAG板用去离子水洗二次,浸入10%乙醇和0.5%冰醋酸溶液固定6min.用去离子水洗
二次,再浸入0.2%AgNO3溶液中10min.用去离子水洗3--5次,然后浸入1.5%NaOH和 0.4%甲醛溶液中显色7min.最后,用0.75%NaCO3终止显色.四、SSCP的应用 自从Orita等用SSCP进行人类DNA多态性分析以来,该方法大量地用于检测和肿瘤发生
有关的基因突变,例如检测星形细胞瘤、脑瘤、小细胞肺癌、胃癌、肠癌等肿瘤中的 p53基因的突变、肺癌的ras基因突变等.最近Sugano等用银染色SSCP法,成功地检测
了c-Ki-ras2基因第12位的突变,电泳和银染色过程在2.5小时内完成.SSCP还用于检
测引起人类遗传性疾病的研究上,如在囊性纤维化中起作用的CFTR基因、神经纤维瘤 1型基因、家族性结肠息肉基因的研究中.最近,Sharkar等用RNA-SSCP法检测了28名B 型血友病患者的凝血因子IX的基因序列,并与DNA-SSCP和直接基因测序法进行了比
较,发现在全长2.6kbp的凝血因子IX基因组中,有20处碱基点突变,RNA-SSCP可检测
出其中的70%,而DNA-SSCP只能检测出35%,显示了RNA-SSCP比DNA-SSCP有更高的灵敏 性.SSCP法除大量地用于基因突变的检测外,还用于病毒的分型、监测PCR实验中的污染
情况、以及病原体传播途径的研究中.Yap用巢式PCR对来自不同国家和地区的HBV标品
进行了检测,并对扩增产物进行了SSCP分析,发现每个标本的SSCP图谱完全不同,不
仅证明了HBVDNA具有地区性变异,而且排除了交叉性污染的可能性,为保证PCR诊断
结果的可靠性找到了好方法.另外,Yap等还将SSCP用于DNA定量分析上,他们将SSCP 与竞争性PCR法相结合进行乳腺癌细胞突变p53基因的定量分析,并取得了初步成功.该方法的优点在于,内标和待测DNA只有一个碱基不同,这样使内标和待测DNA有相同
的扩增条件,从而更准确地测出DNA的量.从以上可以看出,SSCP正在分子生物学领域 发挥着巨大的作用.五、SSCP注意的事项
SSCP是一种快速、简便、灵敏的检测基因突变的方法,为了使SSCP达到最佳效果,应 注意下列事项.①重复性.影响SSCP重复性的主要因素为电泳的电压和温度.这两个条件保持不变,SSCP图谱可保持良好的重复性.一般SSCP图谱是二条单链DNA带,但有时有的DN-段
可能只呈现一条SSDNA带,或者三条以上,这主要是由于两条单链DNA之间存在相似的
立体构象.有时三条以上的SSCP图谱是由于野型DN-段和突变型DN-段共同存在的 结果.②靶DNA序列长度的影响在实验中发现SSCP对短链DNA或RNA的点突变检出率要比长链
的高,这可能是由于长链DNA和RNA分子中单个碱基的改变在维持立体构象中起的作用
较小的缘故.而有人认为在DNA链较短的(400bp以下)情况下,DNA的长度不会影响SSCP 的效果.他们仔细选择了实验条件,发现354bp的DNA中点突变的检出率仍可达到90%以 上.③电泳电压和温度的影响:为了使单链DNA保持一定的稳定立体构象,SSCP应在较低温
度下进行(一般4℃-15℃之间).在电泳过程中除环境温度外,电压过高也是引起温度
升高的主要原因,因此,在没有冷却装置的电泳槽上进行SSCP时,开始的5min应用较
高的电压(250V),以后用100V左右电压进行电泳.这主要是由于开始的高电压可以使
不同立体构象的单链DNA初步分离,而凝胶的温度不会升高.随后的低电压电泳可以使 之进一步分离.在实验中应根据具体实验条件确定电泳电压.④DN-段中点突变的位置对SSCP的影响点突变在DNA和RNA中的位置对SSCP检测率的
影响,取决于该位置对维持立体构象作用的大小,而不是仅仅取决于点突变在DNA链
上的位置(有人认为点突变在DNA链中部要比在近端部容易被SSCP检测出来).White曾
设计了一组样品DN-段,并将其中的点突变设在DNA链的中部,而且该点又正处在发
夹结构顶端的环上,结果发现SSCP只能检测出9个样品中的2个(检出率为22%),说明
DNA链中任何部位的突变,只要对其单链立体构象没有影响,都有可能被漏检.⑤SSCP的结果断定:由于在SSCP分析中非变性PAG电泳不是根据单链DNA分子和带电量
的大小来分离的,而是以单链DN-段空间构象的立体位阻大小来实现分离的,因 此,这种分离不能反映出分子量的大小.有时正常链与突变链的迁移率很接近,很难
看出两者之间的差别.因此一般要求电泳长度在16--18cm以上,以检测限为指标来判
定结果.检测限是指突变DN-段与正常DN-段可分辨的电泳距离差的最小值.大于检
测限则判定链的迁移率有改变,说明该DNA序列有变化,小于检测限则说明链之间无
变化.例如,一般检测限定为3mm,那么当两带间距离在3mm以上,则说明两链之间有
改变.另外检测限不能定的太低,否则主观因素太大,易造成假阳性结果.另外,SSCP 分析中其它条件,如PCR产物的上样量,PAG的交联度、以及胶的浓度等,都应根据具
体实验进行选择确定.总之,SSCP分析法是一种快速、简便、灵敏的突变检测方法,适合临床实验室的要求.它可以检测各种点突变,短核苷酸序列的缺失或插入.随着 SSCP分析不断完善,它将成为基因诊断研究的一个有力工具
类别:实验方法 | 添加到搜藏 | 浏览(231)| 评论(0)上一篇:英语单词学习下一篇:PCR-SSCP 相关文章:•衡阳东方女子医院微创技术终止意...•最新养牛技术 冬季肉牛养殖行情...•电的无线传输/高压电无线传输技...•北京清大博研填补世界环保材料领...•网站制作技术 asp.net 与 php...•当下10大最热门的网站开发技术
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PCR-SSCP技术_分子生物学实验-舒鸣读研记录.txt明骚易躲,暗贱难防。佛祖曰:你俩就是大傻B!当白天又一次把黑夜按翻在床上的时候,太阳就出生了PCR-SSCP技术_分子生物学实验-舒鸣读研记录百度空间 | 百度首页 | 登录
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将SSCP用于检查PCR扩增产物的基因突变,从而建立了PCR-SSCP技术,进一步提高了检测突变方法的简便性和灵敏性.其基本过程是:①PCR扩增靶DNA;②将特异的PCR扩增
产物变性,而后快速复性,使之成为具有一定空间结构的单链DNA分子;③将适量的单
链DNA进行非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳;④最后通过放射性自显影、银染或溴化乙锭显色分析结果.若发现单链DNA带迁移率与正常对照的相比发生改变,就可以判定该链构 象发生改变,进而推断该DN-段中有碱基突变.该方法简便、快速、灵敏,不需要特
殊的仪器,适合临床实验的需要.但它也有不足之处.例如,只能作为一种突变检测方
法,要最后确定突变的位置和类型,还需进一步测序;电泳条件要求较严格;另外,由于SSCP是依据点突变引起单链DNA分子立体构象的改变来实现电泳分离的,这样就可能会出现当某些位置的点突变对单链DNA分子立体构象的改变不起作用或作用很小
时,再加上其他条件的影响,使聚丙烯酰胺凝胶电泳无法分辨造成漏检.尽管如此该
方法和其他方法相比仍有较高的检测率.首先,它可以发现靶DN-段中未知位置的碱
基突变.Takao,经实验证明小于300bp的DN-段中的单碱基突变,90%可被SSCP发
现,他认为现在知道的所有单碱基改变绝大多数可用该方法检测出来.另外,SSCP方
法可通过聚丙烯酰胺凝胶电泳将不同迁移率的突变单链DNA分离,并且还可以进一步 提纯.用这种方法可以最终从DNA序列水平上鉴别突变DN-段.二、SSCP的改进 SSCP技术自创立以来,经历了自身发展和完善的过程,刚建立时是将同位素掺入PCR 扩增物中,通过放射自显影来显示结果.这给该技术的推广造成一定的困难,随着DNA 银染方法与PCR-SSCP结合,尤其是直接溴乙锭染色方法的应用,使得该方法大大简化.最近,SSCP值得注意的改进是将DNA-SSCP分析,改为RNA-SSCP分析,其基本原理是: RNA有着更多精细的二级和-构象,这些构象对单个碱基的突变很敏感,从而提高
了检出率,其突变检出率可达90%以上.另外,RNA不易结合成双链,因此可以较大量的进行电泳,有利于用溴化乙锭染色.但该方法增加了一个反转录过程;还需要一个较长的引物,内含有启动RNA聚合酶的启动序列,从而相对地增加了该方法的难度.为了进一步提高SSCP的检出率,可将SSCP分析与其它突变检测方法相结合.其中与杂 交双链分析(Heterocluplex analysis,Het)法结合可以大大提高检出率.Het法是用 探针与要检测的单链DNA或RNA进行杂交,含有一对碱基对错配的杂交链可以和完全互
补的杂交链在非变性PAG凝胶上通过电泳被分离开.对同一靶序列分别进行SSCP和Het 分析可以使点突变的检出率接近100%,而且实验简便.三、PCR-SSCP的实验操作 在小于1Kb长度的情况下,DN-段长度与丙烯酰胺的浓度选择如下: DN-段长度(核苷酸数)丙烯酰胺(%)1Kb~700b 3.5 700b~500b 5 500b~200b 8 200b 12 在进行SSCP前首先要通过PCR扩增出特异性好的产物(琼脂糖电泳不能有过强的拖尾).1)制备聚丙烯酰胺凝胶(PAG)
按上表制所需的胶液,将梳子插入模子,从梳子一端加入胶,当胶液快到梳齿时,使
模子向加胶端倾斜,继续慢慢加胶,边加边放端模子以防止气泡形成,室温放置1h使 之凝固.然后拔掉梳子,顶部加入1×TBE封闭,备用.2)电泳
取10μlPCR产物,加入10μl变性剂(95%甲酰胺,10mmol/LEDTA,0.02%溴酚蓝)、30μl 石蜡油,煮沸5min,取出立刻放入冰浴中2min以上,然后将水相全部上样,10-15℃下
电泳.开始在300V电压下电泳5min,然后在120V电泳8h,取下凝胶,将其浸在含 0.5ug/ml溴化锭的1×TBE缓冲液中染色30--45min,在紫外灯下观察,或进行银染.3)银染法
将PAG板用去离子水洗二次,浸入10%乙醇和0.5%冰醋酸溶液固定6min.用去离子水洗
二次,再浸入0.2%AgNO3溶液中10min.用去离子水洗3--5次,然后浸入1.5%NaOH和 0.4%甲醛溶液中显色7min.最后,用0.75%NaCO3终止显色.四、SSCP的应用 自从Orita等用SSCP进行人类DNA多态性分析以来,该方法大量地用于检测和肿瘤发生
有关的基因突变,例如检测星形细胞瘤、脑瘤、小细胞肺癌、胃癌、肠癌等肿瘤中的 p53基因的突变、肺癌的ras基因突变等.最近Sugano等用银染色SSCP法,成功地检测
了c-Ki-ras2基因第12位的突变,电泳和银染色过程在2.5小时内完成.SSCP还用于检
测引起人类遗传性疾病的研究上,如在囊性纤维化中起作用的CFTR基因、神经纤维瘤 1型基因、家族性结肠息肉基因的研究中.最近,Sharkar等用RNA-SSCP法检测了28名B 型血友病患者的凝血因子IX的基因序列,并与DNA-SSCP和直接基因测序法进行了比
较,发现在全长2.6kbp的凝血因子IX基因组中,有20处碱基点突变,RNA-SSCP可检测
出其中的70%,而DNA-SSCP只能检测出35%,显示了RNA-SSCP比DNA-SSCP有更高的灵敏 性.SSCP法除大量地用于基因突变的检测外,还用于病毒的分型、监测PCR实验中的污染
情况、以及病原体传播途径的研究中.Yap用巢式PCR对来自不同国家和地区的HBV标品
进行了检测,并对扩增产物进行了SSCP分析,发现每个标本的SSCP图谱完全不同,不
仅证明了HBVDNA具有地区性变异,而且排除了交叉性污染的可能性,为保证PCR诊断
结果的可靠性找到了好方法.另外,Yap等还将SSCP用于DNA定量分析上,他们将SSCP 与竞争性PCR法相结合进行乳腺癌细胞突变p53基因的定量分析,并取得了初步成功.该方法的优点在于,内标和待测DNA只有一个碱基不同,这样使内标和待测DNA有相同
的扩增条件,从而更准确地测出DNA的量.从以上可以看出,SSCP正在分子生物学领域 发挥着巨大的作用.五、SSCP注意的事项 SSCP是一种快速、简便、灵敏的检测基因突变的方法,为了使SSCP达到最佳效果,应 注意下列事项.①重复性.影响SSCP重复性的主要因素为电泳的电压和温度.这两个条件保持不变,SSCP图谱可保持良好的重复性.一般SSCP图谱是二条单链DNA带,但有时有的DN-段
可能只呈现一条SSDNA带,或者三条以上,这主要是由于两条单链DNA之间存在相似的
立体构象.有时三条以上的SSCP图谱是由于野型DN-段和突变型DN-段共同存在的 结果.②靶DNA序列长度的影响在实验中发现SSCP对短链DNA或RNA的点突变检出率要比长链
的高,这可能是由于长链DNA和RNA分子中单个碱基的改变在维持立体构象中起的作用
较小的缘故.而有人认为在DNA链较短的(400bp以下)情况下,DNA的长度不会影响SSCP 的效果.他们仔细选择了实验条件,发现354bp的DNA中点突变的检出率仍可达到90%以 上.③电泳电压和温度的影响:为了使单链DNA保持一定的稳定立体构象,SSCP应在较低温
度下进行(一般4℃-15℃之间).在电泳过程中除环境温度外,电压过高也是引起温度 升高的主要原因,因此,在没有冷却装置的电泳槽上进行SSCP时,开始的5min应用较
高的电压(250V),以后用100V左右电压进行电泳.这主要是由于开始的高电压可以使
不同立体构象的单链DNA初步分离,而凝胶的温度不会升高.随后的低电压电泳可以使 之进一步分离.在实验中应根据具体实验条件确定电泳电压.④DN-段中点突变的位置对SSCP的影响点突变在DNA和RNA中的位置对SSCP检测率的
影响,取决于该位置对维持立体构象作用的大小,而不是仅仅取决于点突变在DNA链
上的位置(有人认为点突变在DNA链中部要比在近端部容易被SSCP检测出来).White曾
设计了一组样品DN-段,并将其中的点突变设在DNA链的中部,而且该点又正处在发
夹结构顶端的环上,结果发现SSCP只能检测出9个样品中的2个(检出率为22%),说明
DNA链中任何部位的突变,只要对其单链立体构象没有影响,都有可能被漏检.⑤SSCP的结果断定:由于在SSCP分析中非变性PAG电泳不是根据单链DNA分子和带电量
的大小来分离的,而是以单链DN-段空间构象的立体位阻大小来实现分离的,因 此,这种分离不能反映出分子量的大小.有时正常链与突变链的迁移率很接近,很难
看出两者之间的差别.因此一般要求电泳长度在16--18cm以上,以检测限为指标来判
定结果.检测限是指突变DN-段与正常DN-段可分辨的电泳距离差的最小值.大于检
测限则判定链的迁移率有改变,说明该DNA序列有变化,小于检测限则说明链之间无
变化.例如,一般检测限定为3mm,那么当两带间距离在3mm以上,则说明两链之间有
改变.另外检测限不能定的太低,否则主观因素太大,易造成假阳性结果.另外,SSCP 分析中其它条件,如PCR产物的上样量,PAG的交联度、以及胶的浓度等,都应根据具
体实验进行选择确定.总之,SSCP分析法是一种快速、简便、灵敏的突变检测方法,适合临床实验室的要求.它可以检测各种点突变,短核苷酸序列的缺失或插入.随着 SSCP分析不断完善,它将成为基因诊断研究的一个有力工具
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