人体一个细胞含RNA约10pg(含DNA约7pg)。在细胞中,根据结构功能的不同,RNA主要分三类,即tRNA(转运RNA),rRNA(核糖体RNA),mRNA(信使RNA)。mRNA含量低,占细胞总RNA的1%~5%。核糖体RNA特点含量高,占细胞总RNA的80%~85%。
表1.RNA的结构和功能
我们研究RNA,绝大多数是研究mRNA既信使RNA,信使RNA有什么特点呢?
信使RNA是RNA的一种,主要功能是将DNA上的遗传信息传递到蛋白质合成机器——核糖体上,从而实现蛋白质的。信使RNA的结构简单,一般由一条单链RNA组成。mRNA的长度差异较大,
哺乳动物的mRNA长度一般在5×102~1×105个核苷酸,这种长度的差异使得mRNA能够携带更多的遗传信息。
mRNA的寿命相对较短,它们在完成遗传信息的传递任务后,就会被降解。这种短暂的寿命保证了生物体在生长发育过程中,能够根据需要及时调整蛋白质的合成,从而适应不断变化的环境。细菌mRNA的平均半衰期约为1.5分钟,而脊椎动物mRNA的半衰期则差异较大,平均约为3小时。一个完整的mRNA包括5'端帽、5'非翻译区、编码区、3'非翻译区和poly(A)尾链。
从样本中提取好RNA之后,如何评估RNA的质量呢?
RNA浓度评估
RNA完整性评估
RNA完整性通常通过琼脂糖凝胶电泳来评估。高质量的RNA在电泳图上表现为清晰的28S和18S rRNA条带,且28S rRNA条带的亮度大约是18S rRNA条带的两倍或以上。此外,RNA完整值(RIN)是衡量RNA完整性的另一个重要指标,用安捷伦2100 定量RIN值,RIN值范围为1到10,值越大,RNA完整性越高。
污染评估
通过测量260nm/230nm比值,可以评估RNA中是否有污染物,如盐离子、有机溶剂、碳水化合物等。
这些评估方法看似很简单,大家都熟记在心,但是在实际操作中,往往会遇到各种问题,无法分辨出提取的RNA质量的好坏,下面给大家分享几个典型案例:
典型案例
提取的RNA三条带完整无缺,且无降解
此图中的提取的RNA为非常完美的RNA,28S:18S的的比例在2:1左右,5S的条带清晰,同时28S和18S附近有弥散的背景荧光,为mRNA。因此,注意啦,28S和18S附近有弥散的背景荧光不是降解!不是降解!
虽然每个细胞基因表达是成千上万条基因,但是每种基因转录成的 mRNA 非常少,全部 mRNA 加起来只占总 RNA 的1%-5%。所以,一般跑电泳,不能直接看到 mRNA 条带,跑电泳的时候表现是弥散在以 28S和18S(核蛋自体 RNA)为中心,整个泳道上的上下尾带,或者说弥散涂抹带。它是几千种不同 mRNA(每种都很微量)的集合,因为每一条带都很微量,所以,只能看到整个泳道的上下拖尾,弥散涂抹带,或者说形成泳道的背景荧光。
提取的RNA两条带完整无缺,且无降解
通常,我们用柱式法提取的RNA电泳时,只能看到两条清晰的条带,是不是5S RNA降解了呢?
并非降解!左图为提取的非常完美的RNA。离心柱型的硅胶模,一般不吸附小片段的 5s 片段,这样,提取出来的 5s应该非常淡,或者看不清楚,如果有部分降解,降解后的片段一般会正好位于 5s这个位置(如图右),因此离心柱型的,都不应该见到明显很亮的 5s,见到了就是 28s和18s降解来的小片段。
提取的RNA部分降解
提取的RNA琼脂糖凝胶电泳之后,胶图上显示三条清晰的条带,这时候是不是感到窃喜,“三条带都在,RNA提取的很好吧”
NO!NO!NO!是部分降解了,28s是首先降解,28s条带变淡,而部分降解首先是降解成较小的 18s左右的片段,因此 18s条带明显变粗,造成 28s:18s的比例≤1。然后在不该看到条带或者应该是很弱的 5s 位置,出现了较明显的 5s 大小的降解带。
提取的RNA几乎全降解
当提取完RNA之后,用nanodrop定量,浓度在一百多以上,此时是不是在想,“浓度挺好的”,但是 RNA的质检一定要看电泳条带,有可能电泳后发现已全部降解,nanodrop浓度都是虚高。
如图所示,虽然RNA浓度还可以,但是提取的两个RNA样本是完全降解了,28,18s 两条带都看不见了。最后降解成的小片段正好和 5s 大小一致,所以在 5s 位置看到了大量的一条浓浓的降解小片段,和 5s 一样大小。因此,RNA质控时,一定不能只能浓度,要看电泳图!
总 结
判断 RNA 是否降解的最重要的标准:
第一、 判断28S:18S(原核生物是23S:16S)比例是否正常, 在2:1(1.5~2.5:1)左右,即是否是 28S 亮度比 18S 亮度大,越大越好,如果 28S 只是比 18S 稍高,或者亮度差不多,即使条带清晰,也已经提示部分降解了;相反,如果因为染色或者电泳的问题导致看起来条带模糊,但是只要 28S:18S 比例正常,还是 28S比 18S 亮,比例也正常,那无论28S 和 18S 条带是否模糊,都不是降解。它只是因为电泳或者染色不好,导致了条带看起来不清晰,模糊而已(甚至照相调焦距不对,都会造成条带模糊,这并不是降解)。这当然不是降解。
第二、用安捷伦2100检测RIN值大小。RIN值范围为1到10,值越大,RNA完整性越高。
不同RIN值代表的RNA完整性
核酸提取原理简单,但是如果要获得完整性好、纯度高的RNA,需要在配方上反复打磨,采用最优质的柱膜等。翌圣生物的RNA提取试剂盒拥有行业领先技术,11分钟完成组织的RNA提取,采用一根柱子实现RNA吸附和DNA清除,超强防RNA降解配方,任何环境下操作都能获得完整的RNA,每年>50万人份的销量,几乎0售后!是一款真正硬核的产品!
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