分子生物學篇之基因組DNA純化
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基因組研究的*個挑戰就是獲得基因組DNA，無論你需要進行研究的DNA是來自于一張紙片的纖維，一個植物細胞的細胞壁，白細胞的細胞核，還是其它細胞類型的任何部位，首先要做的就是釋放這些基因組DNA，然后將這些DNA從RNA，蛋白和其它復合物中分離出來。
在許多實驗中都需要進行基因組DNA抽提，比如構建基因組文庫、Southern雜交（包括RFLP）及PCR分離基因等。利用基因組DNA較長的特性，可以將其與細胞器或質粒等小分子DNA分離：加入一定量的異丙醇或乙醇，基因組的大分子DNA即沉淀形成纖維狀絮團飄浮其中, 可用玻棒將其取出，而小分子DNA則只形成顆粒狀沉淀附于壁上及底部, 從而達到提取的目的。在提取過程中，染色體會發生機械斷裂，產生大小不同的片段，因此分離基因組DNA時應盡量在溫和的條件下操作，如盡量減少酚/氯仿抽提、混勻過程要輕緩, 以保證得到較長的DNA。
一般來說，構建基因組文庫, 初始DNA長度必須在100kb以上，否則酶切后兩邊都帶合適末端的有效片段很少。而進行RFLP和PCR分析, DNA長度可短至50kb, 在該長度以上，可保證酶切后產生RFLP片段（20kb以下），并可保證包含PCR所擴增的片段（一般2kb以下）。
不同生物（植物、動物、微生物）的基因組DNA的提取方法有所不同，不同種類或同一種類的不同組織因其細胞結構及所含的成分不同，分離方法也有差異，一些特殊組織的DNA抽提由于組織中的多糖和酶類物質對隨后的酶切、PCR反應等有較強的抑制作用，因此用富含這類物質的材料提取基因組DNA時, 應考慮除去多糖和酚類物質。
然而盡管已有許多進行基因組DNA抽提的手工方法，但是有些樣品來源或者由于其自身成分的原因，或者因為量少的原因，不易抽提，比如昆蟲就是一種“臭名昭著”難以提取DNA的樣品。因此一些商業的試劑盒確實在一些情況下是更好的選擇，省時省事不說，對于后續研究也許也益處多多。
首先要提到的是Sigma－Aldrich公司的一些基因組DNA分離試劑盒，Sigma在基因組DNA提取方面還是頗有建樹，其Extract-N-Amp一步式抽提與擴增試劑盒系列能在15分鐘內抽提并擴增基因組DNA。
針對的樣品包括動物組織，血液，植物葉子和種子，優點在于：
適用于快速的基因譜分析；
基于溶液方法的快速DNA抽提，無需離心、柱子或長時間的酶消化反應；
采用熱啟動PCR酶，特異性更好；
RedTaq試劑，包含惰性染料，使PCR產物可以直接電泳，更方便、更快捷；
有SYBR Green I試劑盒可用于動物組織的直接定量PCR檢測；
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這個試劑盒之所以稱為一步式抽提試劑盒就在于其抽提過程簡單，僅僅抽提、稀釋/中和和擴增三步反應，即將組織樣品和Tissue Preparation Solution中加入Extraction Solution，室溫下放置10分鐘。然后95度/3分鐘，加入Neutralization Solution。之后取出部分樣品，加入Extract-N-Amp SYBR Green PCR ReadyMix和引物，移入定量PCR儀器進行擴增，就可以獲得擴增曲線、溶解曲線，進行分析了。
除了這一用于PCR準備型核酸樣品的提取試劑盒之外，Sigma還有一款超出傳統PCR的局限的全基因組擴增試劑盒：GenomePlexTM Whole Genome Amplification （WGA）。
這一款試劑盒可以有效而的擴增納克級的起始樣本基因組DNA，得到微克級的DNA, 同時zui大程度的避免等位基因的缺失。經過GenomePlex擴增的DNA適合各種下游應用，包括電泳、定量PCR、CGH芯片、STR分析、SNP分析和測序等。其特點為：
適用樣本來源廣，包括：全血、Blood card、血漿、血清、口腔拭子、植物、土壤、FFPE組織、單個細胞；
完好的基因組代表性，無可檢測到的等位基因偏好性
的WGA DNA聚合酶是擴增的性更好
保護稀有的資源樣本，在數小時內擴增納克級的起始樣本基因組DNA，得到微克級的DNA
廣泛的下游應用：定量PCR、芯片分析、SNP分析和測序等
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GenomePlexTM產品源于一項擴增方法，該方法的基礎是把基因組隨機片斷化，形成一系列短且重疊的模板。這些短鏈的DNA形成一個3’端與5’端有特定序列組成的文庫，稱為OmniPlex文庫。然后再進行線性、等溫的起始擴增，繼以有限循環數的基因組擴增（PCR）。常規的GenomePlex反應只需要很少的手工操作時間，可以在3小時內得到擴增的DNA。
另外成立于1978年的美國Promega公司的DNA提取試劑盒在基因組抽提方面有三類試劑盒：以磁性顆粒為基礎的MagneSil系列試劑盒，以膜和溶液為基礎的Wizard系列試劑盒（Wizard還有一種磁性96DNA植物系統試劑盒），以及以樹脂為基礎的ReadAmp試劑盒。
其中MagneSil? 血液基因組zui大產率系統采用 MagneSil? 磁性顆粒技術在Beckman Coulter Biomek? FX自動化平臺上高通量純化DNA。從96個抗凝血樣品中純化DNA的全過程大約需要1小時。DNA的回收效率、純度及PCR實驗表明相鄰孔的樣品間沒有交叉污染。純化的DNA適用于常規PCR擴增、多重熒光PCR擴增 （例如PowerPlex 16? 系統）、Y染色體缺失檢測試劑盒和READIT ? 系統的SNP基因分型等應用。產品的特點一是獲得zui大回收效率——從200μl血液中可純化得到4-6 μg DNA，二是省時——純化基因組DNA可輕易自動化完成。
而MagneSil? ONE，血液基因組DNA定量純化系統可從60ml （+/- 50%）抗凝血中定量純化1μg基因組DNA。純化的DNA具有固定產率，省去了純化后的DNA定量步驟及對DNA濃度進行標準化。純化的高純度DNA適用于PCR、多重PCR和SNP基因分型等應用。在在Beckman Coulter Biomek? FX（已獲得BeckmanCoulter公司的許可）上可自動化純化96孔板DNA 。程序開始后不需任何手工操作在1小時內完成96個樣品的純化。
MagneSil? ONE系統使用MagneSil? 磁性顆粒－固定產率作為“流動固定相”。和以柱為基礎的純化系統不同，核苷酸可以在溶液中結合到磁性顆粒上，結合動力學加快，結合效率提高。在純化步驟的清洗過程中顆粒可以完全重懸，這樣可以加強顆粒和清洗緩沖液的接觸，并有效去除雜質，提高核苷酸的純度。
MagneSil? 固定組織基因組DNA純化系統可從福爾馬林固定的、石蠟包埋固定組織中純化提取基因組DNA，純化方法快速、簡單。經蛋白酶K過夜消化后，可在1小時內從福爾馬林固定的、石蠟包埋組織切片中手工純化提取基因組DNA。這一系統純化前裂解液不需離心，可從10μm組織切片中純化提取可擴增的基因組DNA。
除了MagneSil系列，利用磁珠的還有Wizard? 磁性96 DNA植物系統，這一系統采用手工或96孔板自動純化植物葉子和種子組織中的基因組DNA，適用于谷物、番茄葉以及加拿大油菜和太陽花種子的DNA純化，純化的DNA可用于PCR以及RAPD分析等應用中。
Wizard? 磁性96 DNA植物系統采用MagnesilTM 磁性顆粒為流動固相，這和以柱為基礎的純化系統不同，核苷酸可以在溶液中結合到磁性顆粒上，結合動態更快，結合效率提高。在純化步驟的清洗過程中顆粒可以完全重懸，這樣可以加強顆粒和清洗緩沖液的接觸，并有效去除雜質，提高核苷酸的純度。MagnaBot ? 適配器T1是一個鋁質夾，可將MagnaBot? 96磁性分離裝置放置在Tecan Genesis RoMa微孔板托上。
而以膜和溶液為基礎的Wizard系統也包括幾種類型：Wizard? 基因組DNA純化系統，Wizard? SV 基因組DNA純化系統和Wizard? SV 96基因組DNA純化系統。
其中Wizard基因組DNA純化系統以溶液為基礎，可從血液淋巴細胞、組織培養細胞、動物及植物組織、酵母、革蘭氏陰性及革蘭氏陽性細菌中提取基因組DNA，純化方法簡單、快速。純化得到的DNA可用于擴增反應、限制性酶切消化和膜雜交等多種應用。
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