重組DNA與分子選殖
凝膠電泳(gel electrophoresis)
/ JEL ee-lek-troh-for-EE-sis /
想像一群體型各異的賽跑者擠過一片密林衝向終點。小巧靈活的很快鑽過去;高大笨重的被勾住、落在後面。讓他們都跑同樣的時間,就會按體型散開。凝膠電泳對分子做的正是這件事,用電力來推、用果凍般的凝膠當密林。
DNA和RNA沿骨架帶有均勻的負電荷,所以在電場中它們都朝正極移動。你把樣品加進凝膠板一端的孔裡——DNA用瓊脂糖,小片段或蛋白用更細密的聚丙烯醯胺——然後接通電流。凝膠是一張微觀的網,短片段很快穿網、走得遠,長片段被攔住、留在起點附近。跑完之後,每個長度相同的片段都遷移了相同的距離,形成一條清晰的條帶。給DNA染色(用一種在紫外光下發光的染料)便顯出一道條帶階梯,與已知的大小標準比對,就能得知每個片段的長度。蛋白沒有均勻的電荷,要先用去垢劑SDS包裹,使其帶上均勻的負電荷,於是它們也純按大小分離(SDS-PAGE)。
凝膠電泳是分子生物學實驗室裡日常的主力——它是你真正「看見」DNA的方式:檢驗限制酶酶切是否如計畫那樣切開、確認PCR是否成功、把某條帶從凝膠裡切下來純化片段,或估測一個基因或蛋白的大小。它也是各種印漬方法底下的分離步驟:Southern、Northern和Western印漬都從把分子在凝膠上跑開開始。
你用一種酶酶切質粒,並在瓊脂糖凝膠上把它與一組已知大小的「梯子」並排跑。一條單一條帶出現在與3000鹼基對刻度齊平處——確認該質粒正是預期的3千鹼基,且被乾淨地線性化了。更小的片段會朝正極更往下跑。
更小的片段走得更遠;條帶位置揭示大小。
標準凝膠按大小分選線性DNA,但環狀和超螺旋的質粒相對其長度跑得異常地快——所以一個未切開的質粒,其條帶位置並不能可靠地讀出大小。
又稱
另見