你知道內(nèi)切酶實驗的注意事項有哪些嗎?讓我們一起來看看吧!
一、限制性內(nèi)切酶一般反應(yīng)條件
當(dāng)進(jìn)行限制性酶切反應(yīng)時,為確保最佳的反應(yīng)條件,務(wù)必要遵守限制性內(nèi)切酶供應(yīng)商提供的建議。在此過程中需要考慮的重要參數(shù)包括:底物 (DNA) 和酶的量、反應(yīng)體積以及孵育時間。
根據(jù)傳統(tǒng)的定義,在最佳反應(yīng)條件下,一個單位的限制性內(nèi)切酶可以在1小時內(nèi),在50μL體系中 wan全酶切1μL 定義底物(例如,質(zhì)粒 pUC19)。盡管單位定義提供了一種測定方式,但還需注意,根據(jù) DNA 底物之中的識別序列出現(xiàn)的頻率及所用底物類型,針對不同DNA底物使用等量的限制性內(nèi)切酶可能需要不同的最佳反應(yīng)條件。實際上,酶供應(yīng)商往往根據(jù) DNA 樣本的潛在質(zhì)量、數(shù)量和性質(zhì)波動,推薦比wan全酶切所需量多5至20倍的酶(或1μL 酶/反應(yīng)體積)。
二、星號活性
星號或“松弛"活性是限制性內(nèi)切酶的一種固有性質(zhì),即在非最you反應(yīng)條件下,限制性內(nèi)切酶可能會作用于與其天然識別位點存在細(xì)微差異的識別序列。例如,如下圖所示,EcoRI 可以識別和切割位點5’-GAATTC-3’,但其星號活性可能導(dǎo)致序列在5’-TAATTC-3’和5’-CAATTC-3’處被切割。同樣,BamHI 除了可切割其正常的識別序列 5’-GGATCC-3’ 外,還可切割 5’-NGATCC-3’、5’-GPuATCC-3’和 5’-GGNTCC-3’(其中 N 代表任意核苷酸)。
需特別指出,在最佳反應(yīng)條件下,“星號"位點的切割率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常的識別位點(大約相差 105–106)。因此,酶切期間出現(xiàn)星號活性的常見原因為限制性內(nèi)切酶過量和/或孵育時間過長(過度酶切)。此外,高濃度甘油(例如,>5%)、低濃度鹽、非最佳 pH、存在有機溶劑,以及除 Mg2+ 之外的二價陽離子都可能造成底物 DNA 的非特異性切割。使用酶制造商推薦的實驗方案和緩沖液,可避免出現(xiàn)星號活性。
三、不wan全酶切
不wan全酶切是在限制性內(nèi)切酶使用過程中常遇到的問題之一。當(dāng)酶量過多或過少時,都可能發(fā)生不wan全酶切。DNA 樣本中存在污染物也可能導(dǎo)致不wan全酶切。緩沖液組分、孵育時間和反應(yīng)溫度等欠佳的反應(yīng)條件是不wan全酶切的常見原因。
部分限制性內(nèi)切酶需要輔因子才能實現(xiàn)wan全活性。例如,Esp3I (BsmBI) 需要 DTT,而 Eco57I (AcuI) 需要 S-腺苷甲硫胺酸。AarI 和 BveI (BspMI) 等部分限制性內(nèi)切酶需要兩個拷貝的識別位點才能實現(xiàn)有效切割;針對這一類酶,通常向反應(yīng)物之中添加一份帶有識別位點的寡核苷酸來增強酶活性。
除了反應(yīng)條件和酶性質(zhì)外,DNA 自身的性質(zhì)也會影響限制性酶切。甲基化的 DNA 可耐受部分限制性內(nèi)切酶的切割(詳見甲基化部分)。酶的識別位點過于接近終端(線性底物 DNA 中)以及切割位點相鄰(雙酶切)都可能影響酶切割 DNA 的效率)。此外,部分超螺旋 DNA 分子要比線性 DNA 分子更難切割,增加 5-10 倍的酶量可有助實現(xiàn)wan全酶切。
四、酶切圖譜不正常
即便遵守了制造商的使用說明,仍可能觀察到預(yù)料之外的底物 DNA 切割結(jié)果。為避免陷入此類困境,必須確保酶和 DNA、反應(yīng)所用的試劑均不含污染物(例如,其它限制性內(nèi)切酶、DNA 和核酸酶)。
出現(xiàn)預(yù)料之外切割的一個原因是,在增殖和擴增過程中,底物 DNA 引入了突變。突變可能破壞已知的識別位點或創(chuàng)造出新的識別位點,從而產(chǎn)生預(yù)料之外的酶切結(jié)果。對 DNA 進(jìn)行Sanger 測序,是一種判斷突變是否引起底物 DNA 出現(xiàn)預(yù)期外切割的有效方法。
有時候預(yù)期之外的酶切圖譜是由檢測過程而非酶切過程造成的。部分限制性內(nèi)切酶(例如,F(xiàn)okI,TauI)可能會與 DNA 緊密結(jié)合,導(dǎo)致電泳時出現(xiàn)明顯的凝膠遷移。使用含 SDS 的上樣染料,加熱使酶從切割的 DNA 上解離開來,均可避免出現(xiàn)這類凝膠遷移現(xiàn)象。
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