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质粒DNA酶切及琼脂糖凝胶电泳分离鉴定
组员：孙慜、孙苏、谢拓燕、郑倩倩、王佳玲
【实验目的】
1、了解DNA的限制性内切酶酶切的基本原理
2、学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术
【实验原理】
①DNA的限制性内切酶酶切原理（1）
限制性内切酶能特异地结合于一段被称为限制性酶识别序列的DNA序列之内或其附近的特异位点上,并切割双链DNA，但不能切单链DNA。它可分为三类:I类和III类酶在同一蛋白质分子中兼有切割和修饰(甲基化)作用且依赖于ATP的存在。III类酶结合于识别位点并随机的切割识别位点不远处的DNA，而Ⅲ类酶在识别位点上切割DNA分子,然后从底物上解离。Ⅱ类由两种酶组成:一种为限制性内切核酸酶(限制酶),它切割某一特异的核苷酸序列;另一种为独立的甲基化酶,它修饰同一识别序列。Ⅱ类中的限制性内切酶在分子克隆中得到了广泛应用，它们是重组DNA的基础。绝大多数Ⅱ类限制酶识别长度为4至6个核苷酸的回文对称特异核苷酸序列(如EcoRⅠ识别六个核苷酸序列:5‘-G↓AATTC-3‘),有少数酶识别更长的序列或简并序列。Ⅱ类酶切割位点在识别序列中,有的在对称轴处切割,产生平末端的DNA片段(如SmaⅠ:5‘-CCC↓GGG-3‘);有的切割位点在对称轴一侧,产生带有单链突出末端的DNA片段称粘性未端,如EcoRⅠ切割识别序列后产生两个互补的粘性末端。
5‘…G↓AATTC…3‘→5‘…GAATTC…3‘
3‘…CTTAA↑G…5‘→3‘…CTTAAG…5‘
DNA限制性内切酶酶切图谱又称DNA的物理图谱，它由一系列位置确定的多种限制性内切酶酶切位点组成，以直线或环状图式表示。在DNA序列分析、基因组的功能图谱绘制、DNA的无性繁殖、基因文库的构建等工作中，建立限制性内切酶图谱都是不可缺少的环节，近年来发展起来的RFLP(限制性片段长度多态性)技术更是建立在它的基础上。
②琼脂糖凝胶电泳条带的观察：（2）
通过观察示踪染料的迁移距离可以判断DNA的迁移距离。溴酚蓝染料在琼脂糖凝胶的迁移速率大小与300和4000bp大小的双链DNA片断相同。当迁移足够距离后，就可以通过Gelview染色来观察DNA片断。Gelview是一种荧光染料。它可以在做胶时混入其中在电泳时进行染色，也可以待电泳完成后将凝胶浸泡在稀释的Gelview溶液中进行染色。但必须将凝胶置于紫外透射仪中才可以对凝胶中的DNA或RNA进行观察。
③质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳分离：（2）
DNA分子在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子筛效应，DNA分子在高于等电点的pH溶液环境中带负电荷，在电场中向正极移动，由于磷酸骨架在结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因此它们能以相同的速度向正极移动。在一定的电场强度下，DNA分子的迁移速度取决于分子筛效应，即DNA分子本身的构型和大小。具有不同分子质量或者不同构型的DNA分子泳动速率不一样，可以进行分离。
未切割的质粒DNA在其泳道上也许会出现几个条带，之所以这样是由于质粒DNA在琼脂糖凝胶中的迁移距离是由其分子构象及其碱基对大小所决定的。质粒DNA以下列三种主要构象中的任何一种形式存在：
超螺旋DNA：
尽管质粒通常以开环的形式进行描述，然而在细菌细胞内DNA链即是盘绕在组蛋白周围形成一种致密的结构。这就是所谓超螺旋结构，由于其结构致密，它在凝胶中的泳动速度最快。

线性DNA：
当DNA损伤在DNA双链相对应的两条链上同时产生切口时，就会出现线性质粒DNA，这种DNA的泳动速率介于超螺旋与切口质粒DNA之间。
3、开环DNA：
在质粒DNA复制过程中，拓扑异构酶I会在DNA双螺旋中的一条链中引入一个切口，解开质粒的超螺旋。在质粒分离过程中由于物理剪切和酶的切割作用同样也会在超螺旋质粒中引入切口从而产生松散的开环结构。这种形式的质粒迁移速率最慢，其“松散”的分子形式阻碍了它在琼脂糖凝胶中的运动。
【实验仪器和试剂】（3）
一、试剂
1、EcoRⅠ酶解缓冲液（10×）：1mol/L,pH=7.5Tris-HCl;0.5mol/LNaCl;0.1mol/LMgCl2。
2、TEB缓冲溶液（5×）：称取Tris10.88g,硼酸5.52g和EDTA-Na20.72g，用蒸馏水溶解后，定容至200mL,即配成89mmol/LTris,89mmol/L硼酸，2mmol/LEDTApH=8.3(5×)的TEB缓冲溶液。使用时，用蒸馏水稀释10倍，称为TEB稀释缓冲溶液（0.5×TBE）
3、样品缓冲溶液（10×）：0.25%溴酚蓝，0.25%FF，40%蔗糖水溶液（W/V）（或用30%甘油水溶液）
4菲啶溴红染色液
5、EcoRⅠ酶
6、琼脂糖
7、λDNA
8、pBR322质粒DNA
二、器材
1电泳仪2电泳槽