动物总RNA的提取与电泳

  I．   实验目的与要求 A.   理解和掌握提取和纯化动物总RNA的技术原理和操作方法。 B.   理解和掌握通过电泳鉴定提取所得的动物总RNA的技术原理和操作方法。   II． 实验原理和背景知识 A.   RNA是生命活动中基因表达过程非常重要的生物大分子，如mRNA,它携带了DNA的全部编码信息。RNA的分离是研究基因功能的重要基础之一，在分子生物学中占有重要的地位。提取的mRNA可用于Northern blot、RT-PCR、构建 cDNA文库、Gene Chips以及体外翻译等实验。 B.   本次试验中，由于RNase极稳定，所以，在操作RNA时，要格外仔细，以防RNA被降解。在提取RNA之前，必须对所用器皿进行RNase灭活处理。如用180oC干烤8小时以上处理玻璃器皿，或用0.1%的焦碳酸二乙酯(DEPC)的水溶液浸泡玻璃器皿和其它用品。所用水以及相关的缓冲液也需要用0.1% DEPC水处理，但Tris-Cl缓冲液等不可以用DEPC处理。（注意：DEPC有致癌之嫌 ，必须小心操作，防止接触与吸入 ！） C.   在动物细胞内，所含RNA主要是 rRNA（占80～85％）、tRNA及小分子RNA（占10～15％）和 mRNA（占1～5％）。rRNA含量最丰富，由28S、18S和5S几类组成。mRNA种类繁多，分子量从数百至数千碱基不等，但绝大多数mRNA在3’端都有一个Poly-A尾巴，因此，可根据此特性用寡聚脱氧胸苷(Oligo dT)层析柱从总RNA中将 mRNA分离出来。一般情况下，提取的总RNA也可用于Northern blot试验。 D.   提取动物RNA的实验操作中要注意的问题有以下几点： 1.一般用机械研磨或匀浆的方法破碎动物组织细胞； 2.要加入蛋白质变性剂，使核蛋白与RNA分离并释放出RNA； 3.抑制内源和外源RNase活性； 4.将RNA与DNA、蛋白质及其它细胞成分分开。 E.   总体而言，目前在实验中应用较多，较为成熟的提取总RNA的方法有3种: 1.    苯酚法：用SDS变性蛋白并抑制RNase活性，经多次酚/氯仿抽提除去蛋白、多糖、色素等后，用NaAC和乙醇沉淀RNA； 2.    胍盐法：用异硫氰酸胍或盐酸胍和b-巯基乙醇变性蛋白，并抑制RNase的活性，经氯仿抽提后再沉淀； 3.    氯化锂沉淀法：因为锂在在一定pH下能使RNA相对特异地沉淀，但容易使小分子RNA损失，而且残留的锂离子对mRNA有抑制作用。 F.   在本次实验中，RNA提取过程采用的是Invitrogen公司的TRIzol试剂，其原理是依据胍盐法。即在含有强的异硫氰酸胍变性剂的提取液中裂解动物组织粉末，在提取缓冲液中含有RNase抑制剂，抑制RNase活性，保证RNA的完整性。样品在TRIzol 试剂中能够充分被裂解，在加入氯仿离心后，溶液会形成上清层、中间层和有机层（下层），RNA分布在上清层中，收集上清层后，经异丙醇沉淀便可以回收得到总RNA。 G.    所提取动物总RNA的电泳和检测： RNA的检测主要用琼脂糖凝胶电泳，分为非变性电泳和变性电泳。一般变性电泳用的最多是甲醛变性电泳（如Northern blot 实验过程中）。 由于RNA分子是单链核酸分子，它不同于DNA的双链分子结构，其自身可以回折形成发卡式二级结构及更复杂的分子状态，以至通过一般传统的琼脂塘凝胶电泳难以得到依赖于分子量的电泳分离条带，为此电泳上样前将样品于65摄氏度加热变性5分钟，使RNA分子的二级结构充分打开，并且在琼脂糖凝胶中加入适量的甲醛，可保证RNA分子在电泳过程中持续保持单链状态，因此，总RAN样品便在统一构像下得到了琼脂糖凝胶上的依赖于分子量的逐级分离条带。而且RNA变性后有利于在转印过程中与硝酸纤维素膜的结合。 RNA通过甲醛变性琼脂糖凝胶电泳，可以直观快捷的分析RNA质量之优劣，当有标准的“分子标尺”（marker）存在时，还可相对客观的对总RNA样品进行定性和定量。为测定片段大小，可在同一块胶上加标记物一同电泳，之后将凝胶切下，上色、拍照。