生物化學與分子生物學/DNA實驗技術/單核苷酸多態性(SNP)實驗
SNP (Single Nucleotide Polymorphism)即單核苷酸多態性,是由於單個核苷酸改變而導致的核酸序列多態性(Polymorphism)。據估計,在人類基因組中,大約每千個鹼基中有一個SNP,無論是比較於度多態性(RFLP)分析還是微衛星標記(STR),都要廣泛得多。
實驗方法原理
編輯SNP (Single Nucleotide Polymorphism)即單核苷酸多態性,是由於單個核苷酸改變而導致的核酸序列多態性(Polymorphism)。據估計,在人類基因組中,大約每千個鹼基中有一個SNP,無論是比較於限制性片段長度多態性(RFLP)分析還是微衛星標記(STR),都要廣泛得多。SNP是我們考察遺傳變異的最小單位,據估計,人類的所有群體中大約存在一千萬個SNP位點。一般認為,相鄰的SNPs傾向於一起遺傳給後代。於是,我們把位於染色體上某一區域的一組相關聯的SNP等位位點稱作單體型(haplotype)。大多數染色體區域只有少數幾個常見的單體型(每個具有至少5%的頻率),它們代表了一個群體中人與人之間的大部分多態性。一個染色體區域可以有很多SNP位點,但是我們一旦掌握了這個區域的單體型,就可以只使用少數幾個標籤SNPs(tagSNP)來進行基因分型,獲取大部分的遺傳多態模式。
實驗材料
編輯- 組織樣品
- 試劑、試劑盒:液氮、PBS、GA緩衝液、GB緩衝液、蛋白酶K、無水乙醇、蛋白液、漂洗液等
- 儀器、耗材:離心管、離心機、廢液收集管、吸附柱、水浴鍋、分光光度計、低溫冰箱等
實驗步驟
編輯DNA抽提
編輯- 取新鮮肌肉組織約100 mg,PBS漂洗乾淨,置於1.5 ml離心管中,加入液氮,迅速磨碎。
- 加200 μl 緩衝液GA,震盪至徹底懸浮。加入20 μl 蛋白酶K(20 mg/ml)溶液,混勻。
- 加220 μl 緩衝液GB,充分混勻,37℃消化過夜,溶液變清亮。加220 μl 無水乙醇,充分混勻,此時可能會出現絮狀沉澱。
- 將上述一步所得溶液和絮狀沉澱都加入一個吸附柱CB 中,(吸附柱放入廢液收集管中)12 000 rpm 離心30 秒,棄掉廢液。
- 加入500 μl 去蛋白液GD(使用前請先檢查是否已加入無水乙醇),12 000 rpm 離心30 秒,棄掉廢液。
- 加入700 μl 漂洗液GW(使用前請先檢查是否已加入無水乙醇),12 000 rpm離心30 秒,棄掉廢液。加入500 μl 漂洗液GW,12 000 rpm 離心30 秒,棄掉廢液。將吸附柱CB 放回廢液收集管中,12 000 rpm 離心2 分鐘,儘量除去漂洗液。
- 將吸附柱CB 轉入一個乾淨的離心管中,加入100 μl 洗脫緩衝液(洗脫緩衝液應在60-70℃水浴預熱),混勻,室溫放置15 分鐘,12 000 rpm 離心30 秒。洗脫第二次,將洗脫緩衝液50 μl 加入吸附柱中,室溫放置15 分鐘,12 000 rpm 離心30 秒。
- 採用Beckman DU 640 spectrophotometer 檢測提取到的基因組DNA 濃度,在OD260 處有顯著吸收峰。同時檢測純度,OD260/280 的值應為為1.7-1.9。
- 從原液中取出相應體積DNA 溶液,稀釋致50 ng/ul,原液置於-70℃保存,稀釋液置於-20℃保存。
PCR擴增目的片段
編輯- 按相關的試劑說明在標準反應管中準備反應體系,典型的PCR反應體系如下(20 ul體系)
- 向左扳動儀器蓋子上的手柄,揭開儀器蓋子,小心放置樣品管於儀器的相應樣品孔中,輕輕蓋上蓋子,將頂部的旋鈕慢慢旋緊,讓熱蓋緊密接觸樣品管,樣品放置完畢。
10x Buffer | 2 μl |
Taq酶 | 1 μl |
dNTP | 0.5 μl |
上游引物 | 0.5 μl |
下游引物 | 0.5 μl |
無菌水 | 14.5 μl |
DNA模版 | 1 μl |
在T1型PCR儀上編輯一個程序
編輯1. 按[C programs]進入編輯模式。要在主目錄中創建一個程序請按[D enter]。要進入一個子目錄,用→鍵將光標向右移動,然後用↑↓鍵選擇一個子目錄。按[D enter]進入選擇的子目錄。
2. 輸入程序中要求的溫度:用[D enter]確認溫度。為其輸入時間,用小數點來間隔。順序為h.m.s。用[D enter]確認時間設置,或者用光標鍵移動到下一個區域。#表示循環的次數。設定循環值=總循環值-1,即,總循環數為30時應輸入「29」。用[C pgm ok]來儲存一個完整的程序。程序數據永久的儲存在記憶中。
四、運行程序
編輯按[B start/stop]選擇一個程序。用→↑↓鍵選擇一個子目錄,或者用[D enter]進入主目錄。輸入您想要啟動的程序的號碼。或者,按[A list]在該子目錄中的所有程序的列表中選擇一個程序。用↑↓鍵在列表中滾動選擇。用[D enter]確認用強光突出的程序。按[D start]啟動程序。
五、控制測試過程
編輯運行過程中,按A按鈕,可以獲得程序剩餘的時間信息。運行完成後,按STOP按鈕終止實驗,按YES確認終止。小心旋開熱蓋,按照放置樣品的操作順序,打開蓋子,取出實驗樣品,再蓋上蓋子,關閉電源,本次實驗結束。
六、PCR產物測序
編輯由專門負責測序的服務公司完成。
七、數據分析
編輯少量可人工讀取,大量可軟件讀取。比對發現的SNP在基因組中的位置:重點是啟動子區、外顯子區域(包括編碼區的cSNP及5』及3』UTR)、剪切邊界等,密碼子的改變是否導致胺基酸的改變:錯義突變、無義突變、終止突變。
注意事項
編輯- 為保證待測目的區域測序真實可靠,引物設計應該使待測目的區域邊界距離上下游引物至少各50 bp;
- 引物設計建議使用在線方式,以保證成功率;
- 為保證測序敏感性,PCR產物片段大小應在250 bp-650 bp範圍;
- 為方便實驗,建議引物合成時分裝成1 o.d/管,方便將PCR與測序的引物分開;
- 為保證引物的特異性,建議引物設計後在NCBI上blast確認;
- 為防止降解,PCR產物應儘快測序,否則應該保存在-20℃,且時間不宜過長;
- 為保證結果真實性,建議對關鍵點進行反向測序確認。