如何区分染色体DNA和质粒DNA
如何区分染色体DNA和质粒DNA
本文是一篇关于分子生物学中经典实验方法的科普文章，主要介绍了如何区分染色体DNA和质粒DNA。文章详细解释了染色体DNA和质粒DNA在结构和性质上的差异，以及如何利用这些差异进行分离。虽然文章中提到的实验方法可能不是最新的，但对于理解DNA的结构和性质有很好的参考价值。
前言
在质粒提取中，其原理是基于生物大分子在物理和化学性质上的差异，通过变性、复性、沉淀和纯化等实验步骤进行区分、提取。蛋白质在碱性环境下容易发生变性，使用SDS (十二烷基硫酸钠)等去垢剂破坏细胞膜时，SDS与蛋白质发生变性，形成复合物，使其沉淀；RNA通常会加入RNase降解RNA，但一般RNase的加入时间通常在细菌/细胞裂解之后、质粒DNA纯化之前，以确保RNA被充分降解；最关键的问题是：如何将染色体DNA和质粒DNA区分出来？
如何区分染色体DNA和质粒DNA
细菌没有细胞核，只有一个拟核(nucleoid)，而染色体DNA是环状的，但并非裸露的，上面结合有多种NAPs(nucleoid-associated proteins)。NAPs和基因转录活性可以改变拟核的形态结构。这样的话，质粒DNA就要简单很多，游离于细胞质中，以共价闭环cccDNA(convalently closed circular DNA)的形态存在。
在强碱和SDS的条件下，染色体DNA会被降解成线性片段并发生变性。当加入中和液(如醋酸钠)后，染色体DNA虽然会复性，但无法恢复其原始的双链结构，而是形成一团缠绕在一起无法溶解的网状结构，通过高速离心，这些变性的染色体DNA会与SDS-protein复合物一起沉淀到管底，从而与质粒DNA分离；然后在强碱环境下，质粒DNA虽然也发生一定程度的变性，但其两条互补链仍会紧密盘绕在一起，保持双链结构，加入中和液后，质粒DNA能够迅速复性，恢复其天然的双链结构，并以溶液状态存在于上清液中，通过后续纯化步骤(过柱或磁珠吸附)，可以进一步获得高纯度的质粒DNA。