Articolo metodologico

Reazione a catena della polimerasi a microsfera per amplificare il DNA a filamento singolo

8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

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Fonte: Lee, S. H. et al., Un approccio microfluidico basato su goccioline e amplificazione microsfera-PCR per ampliconi di DNA a filamento singolo. J. Vis. Exp. (2018).

Questo video descrive la tecnica di amplificazione del DNA a singolo filamento utilizzando microsfere polimeriche rivestite di oligonucleotidi in una reazione a provetta singola. Questo processo produce DNA puro a filamento singolo, che può essere ulteriormente utilizzato per il sequenziamento del DNA e l'analisi di microarray.

Protocollo

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1. PCR asimmetrica per l'amplificazione di ssDNA

  1. Preparare una miscela di reagenti PCR asimmetrica per l'amplificazione dell'ssDNA da analizzare. Scongelare i reagenti della Tabella 1 con ghiaccio. Non conservare l'enzima polimerasi Taq (50 U/μL) sul ghiaccio, ma conservarlo a 20 °C fino al momento del bisogno.
  2. Agitare delicatamente tutti i reagenti e quindi centrifugare brevemente le provette a 10.000 x g per 10 s.
  3. Combinare tutti i reagenti come descritto nella Tabella 1.
  4. Posizionare i campioni in un termociclatore e avviare la PCR asimmetrica nelle seguenti condizioni: 25 cicli (95 °C per 30 s, 52 °C per 30 s e 72 °C per 30 s), 85 °C per 5 min, mantenere a 4 °C.

2. Microsfera-PCR per l'amplificazione dell'ssDNA

NOTA: Questa sezione descrive il protocollo per amplificare l'ssDNA in una provetta di reazione PCR. Le reazioni di microsfera-PCR sono state eseguite in 50 μL di volume di reazione. Le sequenze dettagliate utilizzate per amplificare l'ssDNA sono elencate nella Tabella 2. In questo caso, l'Ap sulla superficie delle microsfere può ritemprarsi in modelli di DNA casuali in modo complementare. Questo è un passaggio molto importante per la produzione di filamenti di DNA complementari (filamento di DNA antisenso, Figura 1). Il DNA esteso viene utilizzato come modello per l'amplificazione della microsfera-PCR.

  1. Preparare la miscela di reagenti microsfera-PCR. Scongelare i reagenti della Tabella 3 con ghiaccio; tuttavia, non mantenere l'enzima polimerasi Taq sul ghiaccio. Conservarlo a -20 °C fino al momento del bisogno.
  2. Agitare delicatamente tutti i reagenti e quindi centrifugare brevemente le provette a 10.000 x g per 10 s.
  3. Ottenere circa ~25 microsfere attraverso il conteggio microscopico.
    nota: Il numero di microsfere in una provetta di reazione viene calcolato utilizzando un microscopio ottico con ingrandimento 40X. Circa ~25 microsfere vengono utilizzate per l'amplificazione della microsfera-PCR. Informazioni più dettagliate sono disponibili nel passaggio 3.
  4. Combinare tutti i reagenti come descritto nella Tabella 3.
  5. Posizionare i campioni in un termociclatore e avviare la PCR asimmetrica nelle seguenti condizioni: 25 cicli (95 °C per 30 s, 52 °C per 30 s e 72 °C per 30 s), 85 °C per 5 min, mantenere a 4 °C.
  6. Dopo l'amplificazione, aggiungere 8 μl di tampone di caricamento 6x e caricare 15 μl di ciascun campione in gel di agarosio al 2%. Quindi, eseguire l'elettroforesi a 100 V per 35 minuti in 1x tampone TAE (Tris-acetato-EDTA, 40 mM Tris-acetato, 1 mM EDTA, pH 8,2).

Tabella 1. Componenti della miscela di reagenti PCR asimmetrici in reazione da 20 μL.

forward
ReagenteVolume per 1x reazione (μL)Concentrazione finale
Modello di DNA casuale11 ng/μl
Primer per tag10,4 μM
Innesco inverso10,02 μM
Tampone Taq 10X51X
10 mM di dNTP42,5 mM
Ex taq (1000U)0,21 U
Acqua37,8-
totale50-

Tabella 2. Informazioni sulla sequenza per Microsphere-PCR.

sagomasequenzaLunghezza (nt)
Modello di DNA casuale5'- ATA CCA GCT TAT TCA ATT (Sequenza casuale, 40 mer) AGA TAG TAA GTG CAA TCT-3'76
Primer Tag-Forward (Tag-F)5'- GGT AAT ACG ACT CAC TAT AGG GAG ATA CCA GCT TAT TCA ATT-3'42
Innesco inverso5'- AGA TTG CAC TTA CTA TCT-3'18

Tabella 3. Componenti della miscela di reagenti Microsphere-PCR in reazione da 50 μL

ReagenteVolume per 1x reazione (μL)Concentrazione finale
Ap-Microsfere~25 microsfere-
Modello di DNA casuale11 ng/μl
Primer Tag-Forward10,4 μM
Tampone Taq 10X51X
10 mM dNTP42,5 mM
Ex taq (1000U)0,21 U
Acqua37,8-
totale50-

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Risultati

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figure-results-1
Figura 1: Illustrazione del protocollo microsphere-PCR.

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Dichiarazioni

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Soluzione di acrilammide:bis al 40% (19:1)Bio-rad1610140Componenti dell'oligo-microsfera co-polimerizzabile
Persolfato di ammonio, APSSigma AldrichTrasmissione A3678Indurente di acrilammide:bis soluzione
N,N,N',N'- Tetrametiletilendiammina, TEMEDSigma AldrichT9281Catalizzatore del persolfato di ammonio
olio mineraleSigma AldrichCodice: M5904Tabella 1. Soluzione III. Componente dei reagenti a microsfere
sonda marcata con acridito ssDNABioneerSintetizzatoTabella 1. Soluzione I. Componente dei reagenti a microsfere
TrisBiosesangT1016Componenti del tampone TE, soluzione tampone pH
EdtaSigma AldrichEdsComponenti del tampone TE, rimozione dello ione (Ca2+)
Ex TaqTakaraRR001AAmplificazione di ssDNA
Termociclatore T100Bio-rad1861096Amplificazione di ssDNA

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PCR su microsfereamplificazione di DNA a singolo filamentomicrosfere rivestite di oligonucleotidiPCR asimmetricaelettroforesi su gel di agarosiocondizioni del termociclatoreestensione della DNA polimerasitag nucleotidico del primerraccolta del surnatanteconteggio al microscopio ottico

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