什么是RT-qPCR?& RNA一站式解决方案
RT-qPCR包括三大步骤:RNA的提取与质量检测、逆转录成cDNA、以及实时荧光定量PCR实验。通过RT-qPCR实验,可以合成cDNA探针、获取目的基因、以及分析基因的转录水平。
RNA的提取与质量检测
从细胞、组织等样本中提取出RNA后,需要对提取的RNA的纯度、浓度、以及完整性进行评估,质检达标后才能进行后续的实验。一般需要通过紫外分光光度法(Nanodrop仪器)检测RNA的浓度和纯度;Agilent 2100仪器分析RIN值检测RNA的完整性;以及琼脂糖凝胶电泳检测RNA是否有基因组污染和其他杂质污染。
1.RNA的浓度&纯度检测(吸光度法)
由于RNA具有共轭结构,可以吸收紫外光,故测定RNA溶液在260 nm的吸光度值,可计算出RNA的含量。其中纯度高的RNA,A260/A280比值应在1.9~2.2之间,若比值>2.2,表明可能有异硫氰酸,若比值<1.9,表明有蛋白质、酚等污染;建议重新提取RNA。
2.RNA完整性检测(Agilent 2100分析)
RIN值大小反映样品的完整性,一般RIN值在5~10之间,数值越接近10表明RNA完整性越高,反之RIN值越小完整性越差(特殊样品需结合基线综合评估)。Agilent 2100检测不仅可以得到样品RIN值,还可以得到样品浓度以及28S/18S比值(原核生物是23S/16S)。
图1:RNA完整性指标
3.基因组及其他杂质污染检测(凝胶电泳)
真核生物RNA特有28S、18S、5S三条带,进行琼脂糖凝胶电泳分析时,28S条带的亮度大概是18S条带的两倍或者以上,且无拖尾,说明RNA的完整性高、未被其他杂质污染。若出现其他条带、或者条带弥散拖尾,建议重新提取RNA。
图2:真核生物完整的 RNA 琼脂糖凝胶电泳图
总之,RNA提取的原则:
① 保证RNA一级结构的完整性;
② 不存在对酶存在抑制作用的有机溶剂,以及过高浓度的金属离子污染;
③ 其他蛋白质、多糖和脂类污染;
④ 排除其他核酸分子(DNA、游离核苷酸等)污染。
产品名称:植物RNA提取试剂盒 Biomarker Plant Total RNA Isolation Kit (Polysaccharides&Polyphenolics–rich)
![](http://www.biomarker.com.cn/wp-content/uploads/2021/09/4-11.png)
图3:提取50 mg不同组织中的RNA。Lane 1:番茄果;Lane 2:南瓜叶;Lane 3:玉米根;Lane 4:南瓜茎;Lane 5:丝瓜花;Lane 6:水稻种子。
逆转录
cDNA的合成是RT-PCR的重要环节。提取完组织或细胞中的总RNA后,以其中的mRNA作为模板,利用逆转录酶逆转成第一链cDNA,构建cDNA文库,并从中筛选特异的目的基因。该方法已成为基因工程技术中获得目的基因的策略之一。
不同mRNA拷贝成cDNA的效率不同;因此,选择合适的逆转录酶、二价阳离子、dNTP、引物的选择等非常重要。具体参数如下:
1.逆转录酶
目前市场上有两种不同的逆转录酶,一种来自纯化的禽成髓细胞瘤病毒(AMV),由两条肽链组成,具有聚合酶活性和很强的RNA酶H活性,它最适温度是42 ℃,最适pH 8.3。但是高水平的RNA酶H的活性既抑制cDNA产生也限制其长度。
另一种来源于鼠白血病病毒(Mo-MLV)的逆转录酶,是单肽链的,有RNA聚合酶活性和相对较弱的RNA酶H活性,最适温度37 ℃,最适pH 7.6,较弱的RNA酶H活性,可扩增2-3 kb的cDNA。
2.单价阳离子
3.二价阳离子
4.dNTP
5.引物的选择
注意事项
1.cDNA第一链合成的反应液需要冰上配制。
2.高纯度、完整性好的RNA对于RT-PCR检测至关重要。
3.Oligo-dT引物对于大多数应用是常用的,因为它确保所有cDNA拷贝终止于mRNA的3′ 末端并可获得最高产量的全长cDNA。
产品名称:BiomarkerScript Ⅱ 1st Strand cDNA Synthesis Kit
图4:以1μl人肝癌细胞RNA为模板,用BiomarkerScript Ⅱ 1st Strand cDNA Synthesis Kit进行逆转录,得到cDNA产物。再以100 ng cDNA为模板,用Biomarker HS 2× HF Master Mix进行PCR扩增,将得到的产物进行琼脂糖凝胶电泳,结果所示:扩增条带单一且产量高。
实时荧光定量PCR
荧光定量PCR(Real-time Quantitative PCR)是通过检测DNA双链结合的染料,是 SYBR® Green I对DNA扩增过程中的起始量进行定量监测的技术手段。qPCR实验结果包含扩增曲线和溶解曲线。
图5:扩增曲线
图6:溶解曲线
注意事项
(1) 请确保引物的正确性和特异性。通常引物终浓度0.2 μM可以得到较好结果。反应性能较差时,可以在0.1~1.0 μM范围内调整引物浓度。
(2) 扩增产物的长度建议选择在70~200 bp范围内。
(3) 梯度稀释模板,并依次建立标准曲线。
(4) 建议20 μL反应体系中加入1 pg~100 ng的DNA为模板,并设计无模板对照(NTC)。
(5) 为确保实验重复性,建议每个样品和对照组设置3个复孔。
产品名称:Biomarker 2× SYBR Green Fast qPCR Mix
图7:以1 μg不同物种的RNA为模板(红色:人肝癌细胞;蓝色:鸡;黑色:斑马鱼;紫色:水稻种子;黄色:番茄果),用BiomarkerScript Ⅱ 1st Strand cDNA Synthesis Kit进行逆转录,得到cDNA产物。再以100 ng不同物种的 cDNA为模板,用Biomarker 2×SYBR Green Fast qPCR Mix进行qPCR扩增。
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