肝脏细胞RNA的提取原理、材料和方法

一．原理

RNA提取技术不仅是分子生物学技术的重要组成部分，也是功能基因组学科研技术的重要基础。从RNA水平研究生物体内基因的调控机制，已成为分子生物学研究的一个重要手段。对某一生物或组织进行性状研究，首先要获得该性状基因，从组织细胞中分离完整的RNA对于分子克隆和基因表达分析等实验是至关重要的，如Northern印迹及杂交分析、cDNA合成等实验的成效在很大程度上取决于RNA的质量。利用提取的 RNA人们可以对特定的基因表达进行定量的检测，从分子水平精确的了解细胞生命活动的规律。通常一个典型的哺乳动物细胞约含有10-5μgRNA ，其中80%～85%为rRNA（主要是28S、18 S和5.8 S、5S四种类型）；10%～15%为tRNA和核内小分子RNA。

这些高峰度的RNA的大小和序列确定，可通过凝胶电泳、密度梯度离心、阴离子交换层析和高压液相层析（HPLC）分离。相反，占RNA总量1%～5 %的为mRNA 。mRNA 虽然大小和核苷酸序列各不相同，从数百至数千碱基不等，但大多数真核细胞mRNA在其3'端均有一寡聚腺苷酸(polyA)组成的尾，其长度一般足以吸附于寡聚脱氧胸苷酸—纤维素[oligo(dT)] ，使得mRNA可以利用亲和层析法分离。这个群体编码了所有由该细胞合成的多肽。研究表明RNA极不稳定，易于降解，而RNA酶几乎无处不在，且特别稳定，故在提取RNA时关键因素是最大程度的避免外源RNA酶的污染和抑制内源RNA酶的活力，因此，创造一个无RNA酶的环境，严格防止RNA酶污染是成功提取RNA的关键。

对内源性RNA酶，主要运用RNA酶抑制剂，目前常用的RNA酶抑制剂有：
①RNA酶的蛋白质抑制剂(RNasin)，它是从人胎盘分离的一种蛋白质，可以与多种RNA酶紧密结合形成非共价结合的复合物，使RNA酶失活。RNA酶的蛋白质抑制剂制品经数次冻融后或放在氧化条件下应弃之不用。 RNA酶的蛋白质抑制剂不干扰反转录或mRNA在无细胞体系中的翻译；
②氧钒核糖核苷复合物，它是由氧钒离子和4种核糖核苷之中的任意一种所形成的复合物，是一种过渡态似物，它能与多种RNA酶结合并高效抑制RNA酶活性。然而氧钒核糖核苷复合物能强烈抑制mRNA在无细胞体系中的翻译，因此必须用含0.1%羟基喹啉的苯酚多次抽提以除之；
③硅藻土，硅藻土能吸附RNA酶，并且在后续的RNA纯化过程中经离心除去；
④异硫氰酸胍，它是强力的蛋白质变性剂，在破坏细胞结构使核酸从细胞核中解离出来的同时也使RNA酶变性失活；
⑤焦碳酸二乙酯(DEPC)，它是RNA酶强烈抑制剂，但其作用并不是绝对的。DEPC主要用于不能高压灭菌的材料和器皿的RNA酶处理；
⑥其它化学试剂，如SDS、尿素等对RNA 酶也有一定的抑制作用。
对外源性RNA酶主要通过以下几个途径污染RNA制品：
①玻璃制品、塑料制品和电泳槽；
②研究人员造成的污染；
③污染的溶液。
因此在实验中必须采取下列措施抑制外源性RNA酶：
①实验室用的普通玻璃制品和塑料制品经常有RNA酶污染，使用前必须于180℃干烤3h以上(玻璃制品)或用氯仿冲洗(塑料制品)。另一种方法是用0.1%焦碳酸二乙酯(DEPC)的水溶液浸泡玻璃制品和其它用品2h，然后用灭菌水淋洗数次，并于100℃干烤15min。RNA电泳槽需用去污剂洗涤，用水冲洗，乙醇干燥，再浸泡于3%H2O2溶液 10min，然后用0.1%DEPC水彻底冲洗电泳槽。灭菌的一次性使用的塑料制品基本上无RNA酶，可以不需要处理；
②在RNA提取过程中,应戴一次性手套,对接触可能污染的器皿时，应勤换手套；
③配制的溶液应尽可能用0.1%DEPC水在37℃处理12h以上，然后高压灭菌除去残留的 DEPC。对不能高压灭菌的试剂，用经DEPC水配制处理过的无菌蒸馏水配制，然后用0.22μm滤膜过滤除菌。