在实验室里,碰到核酸降解这种事儿,谁心里都挺难受。辛辛苦苦搞出来的样品,说碎就碎,全是渣渣。想解决这问题,得先搞明白这玩意儿是怎么坏掉的。其实,核酸就是些大分子聚合物,是由一个个核苷酸串起来的。一个核苷酸里面有含氮碱基、五碳糖还有磷酸。五碳糖相当于开关,决定了最后是RNA还是DNA:要是核糖,就变成RNA;要是脱氧核糖,就成了DNA。 这种损坏本质上就是化学键断了。破坏的过程挺复杂,可能是碱基和五碳糖连的氮糖苷键断了,也可能是核苷酸之间连的磷酸二酯键断了。不管是身体里的酶催化还是自己就坏了,都有可能发生。 主要的破坏者有三种: 物理因素主要是高温、剧烈震动、反复冻融还有辐射。RNA对热特别敏感,稍微热点磷酸二酯键就容易水解。机械剪切力大了就把链扯断了。反复冻融的时候冰晶会摩擦链导致断裂。紫外线或者γ射线照射也会让碱基缺胳膊少腿。 化学因素里酸碱环境是个大问题。酸或碱都能把磷酸二酯键“啃”坏,RNA最怕碱。氧化反应里的氧自由基会把电子吸走让构象变垮掉。苯酚氧化后产生的醌类自由基专挑磷酸酯键下手。 生物因素里的核酸酶是个大麻烦。DNase、RNase这些酶会从内部咬断磷酸二酯键。外切酶就像剪刀一样一个一个剪掉核苷酸。还有细菌真菌之类的微生物也会来吃样本或者分泌酶降解样本。 预防RNA降解有几个要点: 首先要断掉RNase的来源。实验前把台面擦干净,枪头和离心管一定要选那种不含RNase和DNase的。样本采集后马上放液氮或者-80℃冰箱里减少暴露时间。研磨裂解要一步到位别在室温放着。在裂解液里加点β-巯基乙醇、焦碳酸二乙酯(DEPC)这些抑制剂来灭活胞内的酶活性。分装的时候别装太多用多少取多少避免反复冻融造成物理断裂。 预防DNA降解也有几个注意事项: 简化流程最好用一步法提取这样暴露时间短。pH值用Tris-HCl缓冲液来控制在7.5到8.5之间比较稳妥。EDTA、EGTA这些东西能螯合Mg²⁺、Mn²⁺这些金属离子不让DNase活性起来。研磨头选钝头匀浆速度慢点别太剧烈震荡。分装的时候把DNA放在无菌TE缓冲液里放在-20℃长期保存就行。 其实降解这事儿也没啥特效药全靠细节操作到位才行。记住物理因素能减化学因素能控生物因素能防——只要把每一滴样本都当孤品对待就不会再出现一夜回到解放前的那种心碎感觉了。