Xin chào các bạn.
? Nội dung câu hỏi của một vấn đề rất cơ bản trong thực nghiệm. Qua đây Tôi xin tổng hợp một số thông tin để giúp mọi người tham khảo và cùng nhau hoàn thiện. Mong mọi người ?kiểm tra bằng thực nghiệm một số thông tin đề cập dưới đây.
I. Tại sao DNA lại có thể bị kết tủa bởi Alcohol?
? DNA là dễ hoà tan trong các dung môi ưa nước vì nó tương tác với các phân tử của dung môi. Nhưng vì các alcohol (ví dụ: methanol, ethanol, isopropanol…) là có ái lực với nước mạnh hơn DNA/RNA, do đó nó phá vỡ mối tương tác giữa nước và nucleic, sau đó chúng kết hợp với các phân tử nước. Kết quả là DNA/RNA bị kết tủa (điều này cũng có sự giải thích tương tự với trường hợp kết tủa bằng muối).
Khả năng kết tủa nucleic phụ thuộc vào tuỳ loại alcohol (Ví dụ: ?methanol <ethanol < isopropanol) nhưng khả năng bay hơi lại giảm methanol > ethanol > isopropanol…..Tóm lại: DNA sẽ tủa tốt hơn khi sử dụng các alcohol hoà tan tốt hơn trong nước.
? Ở nhiệt độ thấp, sự kết tủa DNA cũng diễn ra dễ dàng hơn. Có thể suy luận: ở nhiệt độ thấp thì ái lực của Alcohol và nước tăng làm cho nucleic kết tủa tốt hơn.
II. Khi nào thì chọn Ethanol vs isopropanol:
? ? ? ?Trước hết nên xem bảng so sánh sau:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Ethanol ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Isopropanol
Thời gian ở -20[sup:206788e29f]0[/sup:206788e29f]C tủa qua đêm (có nghĩa là tủa chậm hơn) ở -20[sup:206788e29f]0[/sup:206788e29f]C tủa trong 1.5- ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2h (có nghĩa là tủa nhanh hơn)
Thể tích: 2.5 V – 3V (nói chung là cho nồng độ cuối cùng là ? ? ? 1 V (nói chung là cho nồng độ cuối cùng là
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? khoảng 60-80%) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?khoảng 40-50%)
Hiệu xuất: Có người nói là hiệu xuất tủa của Ethanol cao hơn Isopropanol 60% (thông tin này cần được kiểm
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?tra)
Giá thành: ? ?Tất nhiên là dùng Isopropanol sẽ tiết kiệm hơn vì dùng ít thể tích hơn.
Khuyết điểm: ? ? ? ? Lượng muối kết tủa bởi Isopropanol nhiều hơn Ethanol
Làm khô: Ethanol khô nhanh hơn
? ?
- Việc chọn alcohol nào là phụ thuộc vào thời gian và thể tích của mẫu. Có nghĩa là: nếu bạn có ít thời gian và tổng thể tích mẫu cần tủa lại lớn (mà thể tích ống Effendorf có hạn) thì nên dùng Isopropanol.
? ?- Việc dùng isopropanol cũng cho hiệu quả cao hơn trong việc loại bỏ các primer và các đoạn cắt nhỏ khi dùng phản ứng cắt enzyme giới hạn. Đặc biệt là khi muốn tủa các đoạn DNA có kích thước lớn hơn 6kb thì nên dùng isopropanol. Trong khi đó, nếu muốn thu nhận các đoạn có kích thước nhỏ (có thể chỉ 10bp) thì nên dùng Ethanol.
? - Giải thích nguyên nhân vì sao Isopropanol lại tủa nhiều muối hơn ethanol: Do Isopropanol kém bay hơi hơn ethanol (hay là kém linh động hơn), do đó nhiều muối kém hoà tan hơn trong Isopropanol và sẽ bị kết tủa theo DNA.
Một số điểm chú ý thêm:
- Tại sao lại dùng ethanol 70% mà không phải là 100%: vì ethanol 70% có chứa 30% là nước. Với 30% là nước này giúp cho việc hoà tan các muối, các protein hoà tan trong nước, các carbonhydrate ….và từ đó giúp loại bỏ chúng.
- Đã tủa bằng Isopropanol thì chắc chắn phải rửa tủa bằng ethanol 70%.
- Có thể rút ngắn thời gian tủa bằng cách dội qua N2 lỏng.
- Có thể tủa bằng Isopropanol ở ngay nhiệt độ phòng.
- Nên dùng alcohol đã được làm lạnh ở -200C để tủa.
- Một số người cũng đã dùng thử 9V Butanol và cho kết quả rất tốt.
- Làm sao để tăng hiệu xuất tủa: Nồng độ alcohol cao hơn, thời gian tủa lâu hơn, nhiệt độ tủa thấp hơn, và thời gian ly tâm thu tủa lâu hơn là những yếu tổ cải thiện hiệu xuất tủa của DNA.
- Chú ý: thời gian và nhiệt độ là yếu tố quyết định khi mà nồng độ nucleic là thấp, nhưng nếu nồng độ >0,25 mg/ml thì việc tủa có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng và nên rửa tủa bằng ethanol 70% để loại muối.
- Cục tủa sẽ hoà tan tốt hơn trong nước và TE và ở nồng độ <1mg/ml. Việc gia tăng nhiệt nhẹ nhàng cũng có thể giúp cho việc hoà tan nucleic được dễ dàng hơn.
- Alcohol rất dễ hấp thu nước có trong không khí, do đó % alcohol cũng chỉ mang tính tương đối.
III. Một số phương pháp bổ sung
Ngoài việc sử dụng các alcohol để tủa thì có thể kết hợp với các phương pháp sau để đạt được kết quả mong muốn:
1. Muối là cần cho sự tủa và các cation của nó trung hoà lực đẩy gây ra bởi các đầu phân cực âm của khung phosphate (của mạch DNA).
- Việc dùng alcohol để kết tủa nucleic thường được kết hợp với một nồng độ cao các muối vô cơ như: 0.8M LiCl, 0.3-0.5M NaCl, NaOAc, hay 2.5M NH4Ac.
- Ammonium acetate thường được dùng vì nó dễ bay hơi và dễ dàng loại bỏ hơn so với việc dùng Sodium acetate (NaOAc) (NaOAc có thể ảnh hưởng không tốt đến quá trình cloning sau này). Ở nồng độ cao, nó tủa chọn lọc các phân tử có MW lớn.
- LiCl thường được dùng cho RNA bởi vì Li[sup:206788e29f]+[/sup:206788e29f] không kết tủa DNA sợi đôi, protein tan trong nước, và các carbohydrate, mặc dù RNA phải có trên 300 Nu.
2. Polyethylene glycol (PEG) để tủa DNA có MW lớn, nhưng nó lại khó làm khô và cũng gây khó khăn trong các thí nghiệm tiếp theo (ligation….).
3. Trichloroacetic acid (TCA) cũng có thể dùng cho việc tủa DNA có MW <5kDa, nhưng acid nucleic không thể thu lại đúng hình dạng ban đầu.
4. Ngoài ra, có thể dùng Glycogen như một chất mang DNA khi mà nồng độ DNA rất thấp.
? ? ? ?Tại sao có thể dùng Glycogen trong việc thu nhận DNA: Vì Glycogen được xem là một chất mang trơ (glycogen là một loại protein có trong cơ) và nó là một proteoglycan mạch dài nên dễ dàng tủa kéo theo DNA ở xung quanh khi ta ly tâm. Phương pháp này cũng cho hiệu quả cao, giúp có thể dễ dàng nhìn thấy “tủa” hơn, chất lượng DNA đủ để làm các thí nghiệm tiếp theo. Tuy nhiên, nếu DNA có MW trung bình - > lớn thì cũng không cần đến phương pháp này.
? ? ? ? ? Dùng bao nhiêu Glycogen trong một lần tủa: Nồng độ 1- 100ug/ml (nên kiểm tra nồng độ tối ưu).
? ? ? ? ? ? Bổ sung Glycogen khi nào? Bổ sung và trộn đều trước khi cho alcohol.
Tài liệu tham khảo: Sách Molecular ?Biology Problem solver: A Laboratory Guide: Edited by Alan S. Gerstein (2001).
và một số nguồn thông tin khác.
P/S: Mong BQT sửa giúp bảng so sánh cho đúng vị trí