겔 정제는 전기 전구 분리 후 DNA 단편을 복구하는 데 사용됩니다. 아가로즈 젤에서 DNA 회복은 실리카 컬럼에서 결합, 세척 및 용례의 세 가지 기본 단계를 포함한다. DNA는 소금 다리를 통해 높은 소금의 존재에 실리카에 결합하는 것으로 추정된다. 결합 다음, DNA는 불순물의 세척이 상호 작용을 방해 낮은 소금 조건하에서 용출된다.
이 비디오는 젤에서 밴드를 절단하기위한 단계별 일반화 절차를 거치며, 젤 용해화, 실리카 기둥에 결합을 통한 정제 및 정제 된 DNA의 용출을 통해 전달됩니다. 또한, 프리젠 테이션은 알려진 크기의 DNA가마커 또는 사다리와 아가로즈 젤을 실행하는 중요성을 포함하여 성공적인 젤 정화를 보장하기위한 몇 가지 팁을 논의한다.
겔 정제는 전기전광 분리 후 아가로즈 겔로부터 원하는 DNA 단편을 회수하기 위해 수행된 표준 절차이다. 젤 단편을 용해하고 특수 필터를 통해 실행 한 후,이 절차는 다운스트림 응용 프로그램에 적합한 소금, 무료 뉴클레오티드 및 효소와 같은 불순물에서 해방 된 DNA를 산출합니다.
아가로즈 젤에서 DNA 복구 뒤에 기본 원리는 결합의 순서를 포함, 세척, 그리고 엘ute 단계. 젤이 용해도 버퍼에 들어가면 원심 분리시 DNA 분자가 실리카 필터에 선택적으로 결합할 수 있는 “스핀 컬럼”에 적용되어 불순물이 수집 튜브로 흘러 들어갑니다.
DNA는 젤 용해화 완충제에서 높은 염 농도 덕분에 실리카에 결합할 수 있다. 이 버퍼는 필터 주위의 수분 구조를 방해하고 필터의 강력한 음전하와 DNA에 대한 음전하 사이에 양이온 염교를 생성하는 것으로 여겨진다. 잔류 불순물은 에탄올로 세척하여 제거됩니다.
물 또는 낮은 소금 버퍼는 컬럼에 추가되고 아마도 양이온 다리를 방해하여 DNA를 “elute”또는 자유로울 것입니다. DNA는 지금 젤에서 정제됩니다.
겔 정화 절차의 첫 번째 단계는 아가로즈 젤을 주조하고 DNA 샘플의 전기 전광을 수행하는 것을 포함한다. 겔 실행이 완료되면 원하는 DNA 단편은 UV 광에 대해 시각화되고 분자량 표준과 비교한 후 단편이 선택됩니다.
겔이 스테인드가 되지 않으면, 밴드 위치는 DNA 사다리에 비해 대략 결정될 수 있다. 면도날로 젤을 자르는 동안 가능한 한 적은 아가로즈로 가능한 한 많은 DNA를 복구하는 데 주의를 기울여야합니다.
에티듐 브로마이드 스테인드 젤을 처리하고 UV 빛 앞에서 작업할 때, 장갑과 보호 안경이 사용되어야 합니다. 젤에서 원하는 DNA를 절단 한 후, 기관 안전 프로토콜에 따라 젤과 제대로 버퍼를 실행하십시오.
일단 고립되면, 젤 조각은 미세 분리 튜브에 배치하고 균형에 무게. 근사치를 이용하여 100 mg의 젤이 100l를 차지하며, 겔 중량이 4배인 솔루블화 버퍼의 부피가 젤 피스에 첨가된다. 완충제에 배치된 후, 젤 조각은 아가로즈를 녹이기 위해 약 50C에서 배양된다.
용해된 젤이 스핀 컬럼에 첨가되고 용액이 원심분리되어 모든 DNA 및 기타 미립자가 필터에 달라붙게 됩니다.
다음으로, 결합된 DNA는 필터에 70% 에탄올을 추가하여 세척되고, 원심분리가 뒤따르며, 필터에서 잔류 불순물을 제거합니다. 흐름을 통해 버려지고,이 세척 단계는 일반적으로 세 번까지 반복된다. 빈 필터는 잔류 에탄올을 제거하기 위해 다시 스펀되고 실리카 필터는 실온에서 건조할 수 있습니다. 물 또는 용출 완충액은 필터에 첨가되고, 원심분리의 또 다른 라운드와 함께, 정제 된 DNA는 튜브의 바닥에 수집된다.
방금 본 방법은 실리카 스핀 컬럼 필터로 젤 정화에 적용됩니다. 실리카에 결합하는 DNA의 동일한 기본 원리를 그 다음으로 세척 및 용출 단계를 사용하는 다른 방법이 존재합니다. 예를 들어, 실리카는 “유리우유”라고 불리는 현탁액에서 DNA와 혼합될 수 있으며, 이는 펠릿과 세척할 수 있으며 나중에 용출될 수 있다. 또한 흡입을 사용하여 실리카 필터를 통해 DNA를 끌어당기고 나중에 는 용인할 수 있습니다. 실험실의 젤 정화 절차를 이해해야 합니다.
이제 아가로즈 젤에서 DNA를 복구하는 방법을 배웠으니 겔 정화에서 얻은 DNA를 사용하는 몇 가지 다운스트림 응용 프로그램을 살펴보겠습니다.
예를 들어, 겔 정화는 어떤 서열이 조절되고 있는지 확인하기 위해 게놈 DNA를 묶는 규제 단백질을 분리하는 것을 목표로 하는 기술인 크로마틴 면역 침전의 중간 단계입니다. 격리된 단편은 개별 염색체 영역에 매핑되기 위해 겔 정제 및 시퀀스됩니다.
한 벡터에서 유전자를 다른 벡터로 이동하는 프로세스인 과감은 겔 정화를 수반할 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 벡터로부터의 유전자 서열은 하나의 구조에서 소화되고 PCR을 통해 키메라 서열로 조립될 수 있으며, 그 후에는 겔 정제및 다른 구조로 넣을 수 있다.
아마도 겔 정화의 가장 간단한 응용 프로그램은 전기 포진 다음 절제 된 DNA 밴드의 -80 °C에서 장기 저장 후 사용이다.
이제 아가로즈 젤에서 DNA 조각을 추출하는 방법, 결합, 세척 및 엘루트 절차의 변형은 개별 사용자 선호도에 따라 이어졌으며 마지막으로이 방법의 가능한 다운스트림 응용 프로그램 중 일부를 배웠습니다. 언제나 처럼, 보고 주셔서 감사합니다.
Gel-purification is a standard procedure performed to recover desired DNA fragments from agarose gels after electrophoretic separation. After dissolving the gel fragment and running it through a specialized filter, this procedure yields DNA freed from impurities such as salts, free nucleotides and enzymes, suitable for downstream applications.
The basic principle behind DNA recovery from agarose gel involves a sequence of bind, wash, and elute steps. Once the gel is in solubilizing buffer, it is applied onto a “spin column,” which, upon centrifugation, allows DNA molecules to selectively bind to a silica-filter while the impurities flow through into a collection tube.
DNA is able to bind to silica thanks to a high salt concentration in the gel solubilization buffer. This buffer is believed to disrupt the hydration structure around the filter and create a cation salt bridge between the strong negative charges on the filter and negative charges on the DNA. Residual impurities are removed by washing with ethanol.
Water or low salt buffer is added to the column and will “elute,” or free, the DNA from it, presumably by disrupting the cation bridge. The DNA is now purified from the gel.
The first step in the gel purification procedure involves casting the agarose gel and performing electrophoresis of the DNA samples. Once the gel-run is complete, desired DNA fragments are visualized against UV light and fragments are selected after comparing against a molecular weight standard.
If the gel is unstained, the band location can be approximately determined based on a comparison to the DNA ladder. While cutting the gel with a razor blade, one must take care to recover as much DNA as possible with as little agarose as possible.
When handling ethidium bromide stained gels and working in front of UV light, gloves and protective eyewear should be used. After cutting the desired DNA from the gel, dispose of the gel and running buffer properly, in compliance with institutional safety protocols.
Once isolated, the piece of gel is placed in a microfuge tube and weighed on a balance. Using the approximation that 100 mg of gel occupies 100 l, a volume of solublilization buffer that is 4X the gel weight is added to the gel piece. After being placed in buffer, the gel piece is incubated at around 50 C to melt the agarose.
Once melted, the solubilized gel is added onto a spin column and the solution is centrifuged, which will cause all of the DNA and other particulates to stick to the filter.
Next, the bound DNA is washed by adding 70% ethanol to the filter, followed by centrifugation, which will remove residual impurities from the filter. Flow through is discarded, and this washing step is then generally repeated up to three times. The empty filter is spun again to remove residual ethanol, and the silica filter is allowed to dry at room temperature. Water or elution buffer is added to the filter, and with another round of centrifugation, purified DNA is collected in the bottom of the tube.
The method you’ve just seen applies to gel purification with silica spin column filters. Other methods exist that make use of the same basic principles of DNA binding to silica followed by washing and elution steps. For example, silica can be mixed with DNA in a suspension called “glassmilk,” which can be pelleted and washed, and later eluted. Also, suction can be used to pull DNA through silica filters and, later, elute it. Be sure to understand your lab’s gel purification procedures.
Now that you have learned how to recover DNA from agarose gels, let us examine a few downstream applications that use DNA obtained from gel-purification.
For example, gel-purification is an intermediate step in Chromatin Immunoprecipitation, a technique that aims to isolate the regulatory proteins that bundle genomic DNA, in order to identify which sequences are being regulated. The isolated fragments are gel-purified and sequenced, in order to be mapped onto the individual chromosome regions.
Subcloning – the process of moving a gene in one vector to another – can involve gel purification. For example, gene sequences from one vector can be digested from one construct, and assembled into chimeric sequences via PCR, after which they are gel purified and put into other constructs.
Perhaps the simplest application of gel-purification is its use after long-term storage at -80 ˚C of excised DNA bands following electrophoresis.
You have now learned how to extract DNA fragments from agarose gel, the variations of bind, wash, and elute procedures followed as per individual user-preference, and finally some of the possible downstream applications of this method. As always, thank you for watching.
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