Vandaag laten we u zien hoe u nucleic zuren kunt zuiveren uit Saccharomyces cerevisiae, ook wel bekend als bakkersgist. Nucleic zuren kunnen DNA of RNA omvatten. Deze video behandelt de isolatie van deze moleculen uit gistcellen via fasescheiding en chromatografie.
Hoewel er veel verschillende methoden bestaan om nucleïnezuren uit gist te zuiveren, delen de meeste hiervan dezelfde eerste stappen.
Gistcellen worden eerst vermeerderd door een enkele kolonie van een plaat te selecteren en te inoculeren in YPD-medium. Het mengsel moet gedurende de nacht bij 30 °C worden gekweekt in een schuddende of roterende incubator.
Gistcellen moeten worden geoogst in de mid-log fase van de groei om de opbrengst te optimaliseren. Gist in de log fase van de groei heeft gewoonlijk een optische dichtheid of "OD" waarde van 0,5-1 wanneer gemeten bij een golflengte van 600 nm. Zodra de cellen de juiste optische dichtheid hebben bereikt, worden ze gecentrifugeerd om een pellet te vormen en resuspendeerd in lysisbuffer zodat de cellen worden opengebroken.
Een van de meest uitdagende aspecten van het isoleren van nucleïnezuren uit gist is het verbreken van de sterke celwanden. Celwanden kunnen worden vernietigd met een combinatie van enzymatische en fysieke technieken. De vernietiging van de celwand zorgt ervoor dat de gist sferische cellen vormt, genaamd sferoplasten, die via standaard cellyse-technieken kunnen worden gelyseerd.
Sferoplasten worden doorgaans gelyseerd met chemische detergentia zoals natriumdodecylsulfaat of SDS, die cellulaire membranen lyseren. Cellen kunnen ook worden gehomogeniseerd. Zo kunnen glaskralen aan de cellen worden toegevoegd en kunnen de cellen worden gehomogeniseerd door vortexen. Of celwanden kunnen worden verbroken met ultra-hoge frequentiegeluiden, met behulp van een sonicator, om het lyseproces te ondersteunen.
Zoals vermeld zullen alle procedures voor de zuivering van nucleïnezuren in gist soortgelijke stappen hebben voor het opkweken, oogsten en lyseren van gistcellen; zodra de cellen echter zijn gelyseerd, kunnen verschillende methoden worden gebruikt om nucleïnezuren te isoleren. Nucleïnezuren kunnen worden gezuiverd via kolombinding of fasescheiding.
DNA en RNA worden bij voorkeur geïsoleerd met behulp van silica-kolombinding. Nucleïnezuren binden aan de kolom via anionenuitwisseling en kunnen uit de kolom worden geëlueerd zodra ze zijn gescheiden van andere cellulaire componenten.
Fasescheiding maakt gebruik van het principe dat oplossingen met verschillende eigenschappen kunnen worden gebruikt om bepaalde eiwitten of nucleïnezuren te zuiveren of te concentreren op basis van hun oplosbaarheid. De toevoeging van chloroform scheidt een suspensie van celcomponenten in twee verschillende fases: de waterige en de organische fase. De organische fase bevat eiwitten, terwijl de waterige fase nucleïnezuren bevat. Het DNA kan vervolgens uit de organische fase worden geprecipiteerd door de toevoeging van ethanol.
Nucleïnezuren kunnen uit gist worden geïsoleerd met behulp van een kolombindingsprotocol. Eerst worden de cellen opgekweekt en geoogst door middel van centrifugatie.
Het supernatant wordt verwijderd en weggegooid, terwijl het celpellet wordt geresuspendeerd in een enzymbevattende buffer, gevortexd en geïncubeerd tot de celwanden zijn verteerd. Bij het optimaliseren van de enzymbehandeling kunnen de celwandvertering en de vorming van sferoplasten worden geverifieerd met microscopie. Na de celwandvertering wordt lysisbuffer aan de cellen toegevoegd en wordt het mengsel gevortexd.
De gelyseerde cellen moeten worden gecentrifugeerd om het mengsel van debris te klaren, waarbij DNA, kleine partikels en oplosbare eiwitten in het supernatant achterblijven. Het supernatant wordt op een silicacolom geladen, waarna de nucleïnezuren na centrifugatie worden gebonden, wat het grootste deel van de oplosbare onzuiverheden verwijdert.
Wasstappen worden uitgevoerd met ethanol of een hoog-zoutbuffer om resterende onzuiverheden van de gebonden nucleïnezuren te verwijderen. Ten slotte wordt het DNA of RNA geëlueerd met water of een buffer met een laag zoutgehalte. Zorg ervoor dat u een buffer of water gebruikt dat vrij is van de enzymen DNAse en RNAse.
Nucleïnezuren die uit gist zijn geïsoleerd, hebben verschillende toepassingen, afhankelijk van uw specifieke experimentele doel. Uit gist geïsoleerd DNA kan worden gebruikt voor een aantal verschillende moleculaire biologische technieken, waaronder: PCR, Southern blotting of restrictie-enzymdigestie.
Veranderingen in genexpressie kunnen worden geïdentificeerd via een proces dat bekendstaat als microarray-analyse, waarbij gen-arrays zoals deze worden gebruikt.
Wanneer we twee gistculturen hebben, waarvan één is blootgesteld aan waterstofperoxide en de andere als controle dient, kan mRNA uit deze culturen worden geïsoleerd en worden gehybridiseerd op microarray-preparaten. De preparaten worden geanalyseerd en de genen die door oxidatieve stress worden beïnvloed, kunnen worden geïdentificeerd.
In deze video maken onderzoekers gebruik van een robotisch systeem om een bibliotheek van genoombrede gistmutanten voor te bereiden, die worden gebruikt om genfuncties te evalueren. Door de insertie van specifiek ontworpen sequenties, genaamd genetische barcodes, in genen, kan genomisch DNA van mutantstammen van 4.000 tot 6.000 individuen gelijktijdig worden geëxtraheerd en onderworpen aan microarray-analyse of sequencing. Op basis van de relatieve abundantie van de barcode-sequenties kan de fitness van elke mutant onder meerdere experimentele condities worden bepaald.
U heeft zojuist de JoVE-video over het isoleren van nucleïnezuren uit gist bekeken. U begrijpt nu de basisaspecten van het zuiveren van nucleïnezuren, zoals het voorbereiden van gistcellen voor lysis en het uitvoeren van verschillende extractie- en isolatieprocedures. Zoals altijd, bedankt voor het kijken!
Een van de vele voordelen van het gebruik van gist als modelsysteem is dat grote hoeveelheden biomacromoleculen, waaronder nucleïnezuren (DNA en RNA),…
Hoofdstukken in deze video
0:00
Overview
0:35
Principles Behind Separating Nucleic Acids from Yeast
3:33
Procedure for Isolating Nucleic Acids Using Column Binding
4:55
Applications
6:22
Summary
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.