如何提取RNA?一文详解Trizol法提取RNA全过程
来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台
在分子生物学实验中,获取高纯度且结构完整的RNA至关重要,它是开展RT-PCR、Northern杂交、mRNA分离、cDNA合成及体外翻译等多项实验的基础。当下,常见的RNA提取方法主要有2种。一种是基于异硫氰酸胍/苯酚混合试剂的液相提取法,也就是大家熟知的Trizol类试剂提取法(以下简称Trizol法)。另一种则是基于硅胶膜特异性吸附原理的离心柱提取法。在这2种方法中,Trizol法表现尤为突出。它具备强大的细胞裂解能力,能够高效地将细胞破碎,释放出其中的RNA。同时,它还能对RNA起到良好的稳定和保护作用,避免RNA在提取过程中被降解。正因如此,Trizol法在RNA提取领域得到了广泛应用和高度认可。下面普拉特泽生物就带大家细了解一下如何使用Trizol法来提取RNA。
一、Trizol法提取RNA的基本原理
01细胞裂解
Trizol试剂中的异硫氰酸胍是一种强力的蛋白质变性剂,它能迅速破坏细胞结构,使细胞内的核酸和蛋白质释放出来。同时,异硫氰酸胍还能有效抑制细胞释放出的核酸酶活性,保护RNA不被降解。
02.RNA分离
在细胞裂解后,加入氯仿进行离心。氯仿的密度大于水,且能与苯酚结合,从而抽提酸性的苯酚。苯酚的存在促使RNA进入水相,而大部分DNA和蛋白质则保留在中间相或下层有机相中。通过离心,可以实现RNA与其他细胞成分的分离。
03.RNA沉淀
收集上层水相后,加入异丙醇以沉淀RNA。异丙醇的-OH基团为亲水基团,能与水结合,从而使RNA脱水并产生沉淀。这一步是回收RNA的关键步骤。
04RNA洗涤与纯化
使用乙醇洗涤RNA沉淀,以去除残留的异丙醇和其他有机溶剂,同时去除RNA表面吸附的少量杂质。洗涤后,RNA沉淀被干燥并用无RNase的水溶解,得到纯净的总RNA。
二、Trizol法中各个试剂的作用
01Trizol试剂Trizol试剂的主要成分是异硫氰酸胍、苯酚、8-羟基喹啉、β-巯基乙醇等。
①异硫氰酸胍属于解偶剂,是一种强力的蛋白质变性剂,能迅速溶解蛋白质,使蛋白质二级结构消失,细胞结构降解,从而使核蛋白与核酸解聚,将RNA释放到溶液中。同时,它还能有效抑制细胞释放出的核酸酶活性,保护RNA的完整性。
②苯酚的主要作用是裂解细胞,使细胞中的蛋白、核酸物质解聚得到释放。苯酚虽然可以变性蛋白质,但不能完全抑制RNA酶活性,因此常与其他成分联合使用以增强效果。
③8-羟基喹啉可以抑制RNase活性,与氯仿联合使用时可显著增强对内源性和外源性RNase的抑制作用。
④β-巯基乙醇的主要作用是破坏RNase蛋白质中的二硫键,从而进一步抑制RNase活性。
02氯仿
氯仿是一种分子量较大的有机溶剂,其主要作用是加速有机相和水相的分层,形成两相系统。RNA由于其亲水性会留在上层水相中,而DNA和蛋白质则转移到有机相或界面相。氯仿还可以抽提核酸溶液中少量的苯酚,减少苯酚对RNA的潜在损害。
04乙醇
乙醇的主要作用是去除沉淀中残留的异丙醇和其他有机溶剂。此外,乙醇还有助于去除RNA表面吸附的少量杂质,以提高RNA的纯度。
05DEPC水DEPC水是指经过焦碳酸二乙酯(DEPC)处理过的水,DEPC能与RNA酶的活性基团结合,使其变性失活。因此,DEPC水(无RNase水)在RNA提取过程中用于溶解RNA,防止RNA在溶解过程中被降解。
举个例子:提取12孔板细胞RNA
1. 12孔板每孔加入700 μL的Trizol试剂(6孔板每孔加入1 mL,组织切取50 mg左右,加入1 mL的Trizol)后,于室温裂解10 min,使核酸蛋白复合物完全分离。
2. 用枪吹打细胞并将其转移至新的EP管中,每管加入140 μL的三氯甲烷(即加入Trizol体积1/5的三氯甲烷,剧烈震荡15 s,室温放置3 min)。
3. 12000 rpm,4 ℃,离心20 min,样品会分成3层:红色的有机相、中间层和上层无色的水相,RNA主要在水相中。
4. 小心转移上层水相(300 μL)至新的EP管中,这个过程操作要格外小心,不要吸取到有机相,可以使用黄枪头套着小枪头进行吸取,分2次吸取。加入等量体积300 μL的异丙醇,颠倒混匀,室温放置10 min,使RNA沉淀。
5. 12000 rpm,4 ℃,离心15 min,弃上清。
6. 加入1 mL 75%乙醇,8000 rpm,4 ℃,离心5 min,重复2次洗涤能够提高RNA的纯度。
7. 离心结束后,使用吸引器将乙醇吸取干净;无吸引器的话可以将上清倒掉后,再离心1~2 min,使用黄枪头套白枪头的方法将上清弃去。
8. 室温放置晾干RNA沉淀,一般2~5 min即可,具体时间看RNA沉淀的大小,切勿干燥过度,会降低RNA的溶解度。
9. 加入适量DEPC水(无RNase水)用枪头吸打几次使RNA充分溶解。
[小编提醒] rpm在论文写作时应换算为“×g”的形式。
三、RNA质量的检测
01
分光光度法
02
琼脂糖凝胶电泳