Dieser Artikel stellt ein detailliertes Protokoll für T4 Ligatur und Geruchsstoffen Seite Reinigung der kleine kreisförmige DNA-Moleküle, Glühen und native Seitenanalyse der kreisförmigen Platten, Montage und AFM Imaging von 1D und 2D DNA Nanostrukturen sowie Agarose-gel Elektrophorese und Zentrifugation Reinigung des endlichen DNA Nanostrukturen.
Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.
Methodenartikel
Stabile DNA-Motive, 1D und 2D Nanostrukturen aus kleinen kreisförmigen DNA-Moleküle gebaut
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Dieser Artikel stellt ein detailliertes Protokoll für die Synthese der kleine kreisförmige DNA-Moleküle, kreisförmige DNA-Motive und Bau von 1D und 2D DNA Nanostrukturen glühen. Über Jahrzehnte ist die rasante Entwicklung der DNA-Nanotechnologie zur Verwendung von linearen DNA als die Ausgangsstoffe zurückzuführen. Beispielsweise ist die DAO (double Crossover, antiparallel, ungerade halbe Umdrehungen) Fliese bekannt als ein Baustein für den Bau der 2D DNA Gitter; die Kernstruktur des DAO besteht aus zwei lineare einzelsträngige (ss)-Oligonukleotide, wie zwei Seile machen einen rechten Oma Knoten. Hier werden eine neue Art von DNA-Fliesen genannt cDAO (gekoppelte DAO) mit einen kleinen kreisförmigen ss-DNA von c64nt oder c84nt gebaut (Rundschreiben 64 oder 84 Nukleotide) als Gerüst-Strand und mehrere lineare ss-DNA als Grundnahrungsmittel Stränge. Perfekte 1D und 2D Nanostrukturen aus cDAO Fliesen zusammengesetzt sind: unendliche Nanodrähte, Nanospirals, Nanoröhren, Nanoribbons; und endlichen Nano-Rechtecke. Ausführliche Protokolle werden beschrieben: (1) Vorbereitung von T4-Ligase und Reinigung durch Denaturierung (Polyacrylamid-Gelelektrophorese) Seite der kleinen kreisförmigen Oligonukleotide, 2) Glühen von stabilen kreisförmigen Platten, gefolgt von native Seitenanalyse, (3) Montage der unendliche 1D Nanodrähte, Nanoringe, Nanospirals, unendliche 2D Gitter von Nanoröhren und Nanoribbons und endlichen 2D Nano-Rechtecke, gefolgt von AFM (Atomic Force Microscopy) Bildgebung. Die Methode ist einfach, robust und erschwinglich für die meisten Labore.
Einleitung
DNA-Moleküle wurden verwendet, um viele Arten von Nanostrukturen über Jahrzehnte zu bauen. Typische Motive sind DAE (doppelte Crossover, antiparallel, noch halb-Umdrehungen) und DAO Fliesen1,2,3, Sterne Fliesen4,5,6,7, Einzelbett gestrandet (ss) Fliesen8,9,10und DNA Origami11,12,
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Protokoll
1. Vorbereitung des kreisförmigen DNAs
- Verwenden Sie alle linearen DNAs von Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft direkt ohne weitere Reinigung zur Verfügung gestellt.
- Zentrifugieren Sie die DNA-Proben bei 5.000 × g für 5 min um alle DNA-Pellets am Ende der Rohre zu sammeln. Fügen Sie eine entsprechende Volumen der TE-Puffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 8,0), die DNS aufzulösen.
- Messen die Konzentration von "a" ng/µL für jede ss-DNA-Lösung mit einem Mikro UV-Spektrometer bei 260 nm. "A" ng/µL in "b" µM umwandeln nach b = ein × 103 / (Molekulargewicht der DNA-Strang). Passen Sie die Menge an TE Lösung, um eine 10 µM DNA-Stammlös....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Ergebnisse
Die kreisförmige DNA bewegt sich etwas langsamer als seine Vorläufer lineare DNA Denaturierung Seite (Abbildung 2), weil die Pore in die kreisförmige DNA eingedrungen ist und verzögert durch Gel Fasern23,24,25. Die richtige Ligatur Reaktion Effizienz für Oligo-Monomer Biosyntheseschritt hängt von Substrat Sequenz und Konzentration, Reaktionstemperatur, Zeit, etc........
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Diskussion
Die Protokolle, die in diesem Artikel konzentrieren sich auf die Synthese der kleine kreisförmige DNA-Moleküle und die Montage von DNA Nanostrukturen vorgestellt. In diesem Protokoll können die meisten zufällig sequenzierten DNA-Designs verwendet werden. Die Reinheit der kreisförmigen DNAs ist entscheidend für den Erfolg von DNA-Baugruppen. Die Produktionsausbeute des Biosyntheseschritt kann durch Senkung der Konzentration von 5' phosphoryliert lineare DNA verbessert werden; Dies erhöht jedoch die Arbeitsauslastung, um d.......
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Offenlegungen
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenlegen.
Danksagungen
Wir sind dankbar für finanzielle Unterstützung von der NSFC (Zuschüsse Nr. 91753134 und 21571100) und den Schlüssel Labor der Bioelektronik von Südosten Landesuniversität.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| T4-Ligase | TaKaRa | 2011A | |
| T4-Puffer | TaKaRa | 2011A | |
| TE-Puffer | Sangon | B548106 | |
| Thermoflasche | Thermoskanne | SK-3000 | |
| Thermocycler | Bio Gener | GE4852T | |
| Exonuclease I | TaKaRa | 2650A | |
| Exonuklease I Puffer | TaKaRa | 2650A | |
| 30% (w/v) Acryl/Bis-Lösung (19:1) | Sangon | B546016 | |
| TAE Premix Podwer | Sangon | B540023 | |
| Mg(Ac)2· 4H2O | Nanjing Chemisches Reagenz | C0190550223 | |
| Harnstoff | Sangon | A510907 | |
| TEMED | BBI | A100761 | |
| Ammoniumpersulfat | Nanjing Chemisches Reagenz | 13041920295 | |
| Stromversorgung | Beijing Liuyi | DYY-8C | |
| Wasserbad | Sumsung | DK-S12 | |
| Formamid | BBI | A100314 DNA-Marker | |
| (25~500 bp) | Sangon | B600303 DNA-Marker | |
| (100~3000 bp) | Sangon | B500347 | |
| Ladepuffer | Sangon | B548313 | |
| PAGE Elektrophorese-Systemterm | Beijing Liuyi | 24DN | |
| Filter | ASD | 5010-2225 | 0,22 &Mikro; M |
| UV-Bildgebungssystem | Tanon | 2500R | |
| n-Butanol | Sangon | A501800 | |
| Absolute Ethanol | SCR | 10009257 | |
| NaOAc | Nanjing Chemisches Reagenz | 12032610459 | |
| Zentrifuge | eppendorf | Centrifuge 5424R | |
| Vakuumkonzentrator | CHRIST | RVC 2-18 | |
| Ultraviolettes Spektrum | Allsheng | Nano-100 | |
| Nukleinsäure-Färbung | Biotium | 16G1010 | GelRed |
| Agarose | Biowest | G-10 | |
| Agarose Elektrophorese-Systemterm | Beijing Liuyi | DYCP-31CN | |
| Heizplatte | Jiangsu Jintan | DB-1 | |
| TBE Premix Podwer | Sangon | B540024 | |
| Filtersäule | Bio-Rad | 7326165 | Freeze 'N Squeeze Säule |
| AFM | Bruker | Dimension FastScan | |
| PEG8000 | BBI | A100159 | |
| Mica | Ted Pella | BP50 | |
| dreieckige AFM-Sonde in Luft | Bruker | FastScan-C | |
| dreieckige AFM-Sonde in fulid | Bruker | ScanAsyst-fluid+ | |
| DNA-Stränge | Sangon |
Referenzen
- Tsu-Ju, F., Seeman, N. C. DNA double-crossover molecules. Biochemistry. 32 (13), 3211-3220 (1993).
- Winfree, E., Liu, F., Wenzler, L. A., Seeman, N. C. Design and self-assembly of two-dimensional DNA crystals. Nature. 394 (6693), 539-544 (1998).
- Liu, F., Sha, R., Seeman, N. C. Modifying the surface fea....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Nachdrucke und Genehmigungen
