引物延伸分析用于定量mRNA的量,測定低豐度的mRNA的種類。另外引物延伸實(shí)驗(yàn)可標(biāo)定轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的5`-端, 確定轉(zhuǎn)錄的起始。特異的末端標(biāo)記的引物退火到RNA鏈的互補(bǔ)區(qū)域,隨后用RNA作為模板,用反轉(zhuǎn)錄酶延伸引物得到cDNA,用變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分析cDNA。cDNA的長度為引物的標(biāo)記的核苷酸到RNA-5`末端間的堿基數(shù),所得cDNA的量和目的RNA的起始量成正比。理想的引物是ssDNA, 長度為20-40個(gè)核苷酸,與要分析的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的5`末端區(qū)域互補(bǔ)。延伸產(chǎn)物小于150個(gè)核苷酸,可得到*分離效果。引物延伸實(shí)驗(yàn)非常靈敏,可檢測2 pg的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,這相當(dāng)于1個(gè)細(xì)胞中的1個(gè)RNA。引物延伸實(shí)驗(yàn)非常適合于對(duì)單個(gè)基因作定量和定性分析。
(1)引物延伸分析所用試劑:引物延伸實(shí)驗(yàn)需要模板RNA,可用總RNA或poly(A)+RNA。一個(gè)特異的末端標(biāo)記的核苷酸或DNA片段作為引物,用反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA。除RNA模板和標(biāo)記的引物,還需要反轉(zhuǎn)錄酶,AMV或MMLV反轉(zhuǎn)錄酶、反應(yīng)溶液、脫氧核苷酸、聚丙烯酰胺凝膠試劑,和電泳裝置。所得結(jié)果用放射自顯影和磷成像儀分析。
(2)引物延伸系統(tǒng)的組分:引物延伸系統(tǒng)中AMV反轉(zhuǎn)錄酶和反應(yīng)溶液、焦磷酸鈉、正對(duì)照RNA模版和對(duì)照引物、去磷酸的PhiX174Hinf I DNA 標(biāo)準(zhǔn)分子參照物、T4多核苷酸激酶和溶液、樣品溶液、AMV反轉(zhuǎn)錄酶2X溶液100 mM Tris-HCl(pH8.3, 42℃)、100 mM KCl、 20 mM MgCl2、20 mM DTT、2 mM每一種dNTP、1 mM精胺。PhiX174標(biāo)準(zhǔn)分子參照物和T4 多核苷酸激酶用作引物標(biāo)記,和確定延伸產(chǎn)物長度的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)照RNA可得到87個(gè)堿基的延伸產(chǎn)物作為正對(duì)照。引物延伸反應(yīng)中用焦磷酸鈉和精胺可增加全長cDNA的得率,抑制模板RNA產(chǎn)生發(fā)卡結(jié)構(gòu)。雖然其作用方式未確定,但結(jié)果是增加全長cDNA的得率,抑制模板RNA產(chǎn)生發(fā)卡結(jié)構(gòu)。MMLV被焦磷酸鈉和精胺抑制,如使用MMLV,放線菌素D可用于增加全長cDNA的得率,抑制模板RNA產(chǎn)生發(fā)卡結(jié)構(gòu)。焦磷酸鈉和放線菌素D抑制cDNA第二條鏈的合成。
(3)引物延伸實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化:
①雜交溫度。
引物延伸實(shí)驗(yàn)中所用的雜交溫度是zui關(guān)鍵的需優(yōu)化的因素。一般而言,zui高緊密度,或引物和互補(bǔ)序列*雜交所需的zui適條件是,低于引物溶解溫度的5oC。低于zui高緊密度的溫度可極大地增加雜交速度。應(yīng)在不同的緊密度的雜交溫度下作雜交,以控制引物和特異RNA的雜交。增加雜交緊密度時(shí),帶來的延伸產(chǎn)物的丟失表明,引物和相關(guān)的卻不是等同的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物雜交。在堿和雙價(jià)陰離子的存在下,RNA在較高溫度會(huì)降解,應(yīng)用甲酰胺雜交操作方案,這可有效降低溶解溫度,因此可使雜交在較低的溫度進(jìn)行??稍陔s交步驟中用以下的溶液:40mMPIPES、1mMEDTA、0.4mM NaCl、80%的甲酰胺。如用這個(gè)雜交溶液,延伸步驟前甲酰胺和鹽需用乙醇沉淀后除去。
②模板RNA和引物的量。
以下討論了所用RNA模板和引物的起始量。反轉(zhuǎn)錄酶對(duì)不同模板使用的效率不同。這部分是由于RNA中存在的次級(jí)結(jié)構(gòu)干擾反轉(zhuǎn)錄酶的聚合酶活力。如產(chǎn)生短的產(chǎn)物,這通常不是一個(gè)問題。如用AMV反轉(zhuǎn)錄酶,延伸溫度可達(dá)55℃。
③每次反應(yīng)所用RNA的量。
每次反應(yīng)所用RNA和引物的量取決于分析的RNA的種類(總RNA或poly(A) + RNA),目的RNA的相對(duì)豐度。如用總RNA,起始量為10ug,但分析稀有信號(hào),每次反應(yīng)用100 ugRNA。poly(A)+RNA每次反應(yīng)用0.1-1.0 ug,具體決定于總RNA中poly(A)+RNA的富含量,需分析的特異RNA的濃度。在引物延伸分析前需檢查目的RNA的完整。通過凝膠分析總RNA,應(yīng)有完整的18S和28S核糖體RNA帶。在引物延伸反應(yīng)中用Northern印跡和RT-PCR分析來確定特定RNA的存在。
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