8/12/2019 Analysis of Endonuclease R-EcoRI Fragments of DNA From

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 1974, 14(5):1235.J. Virol.

and Herbert W. BoyerRobert B. Helling, Howard M. Goodman ElectrophoresisOther Viruses by Agarose-GelLambdoid Bacteriophages and

RI Fragments of DNA fromEco 

Analysis of Endonuclease R·

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 onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

h  t   t   p:  /   /   j  v i  . a s m. or  g /  

D 

 ownl   o a d  e d f  r  om 

 onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

h  t   t   p:  /   /   j  v i  . a s m. or  g /  

D 

 ownl   o a d  e d f  r  om 

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J O U R N A L O F V I R O L O G Y , N o v . 1 9 7 4 , p . 1 2 3 5 - 1 2 4 4C o p y r i g h t 0 1 9 7 4 A m e r i c a n S o c i e t y f o r M i c r o b i o l o g y

V o l . 1 4 , N o . 5P r i n t e d i n U . S . A .

A n a l y s i s o f E n d o n u c l e a s e R - E c o R I F r a g m e n t s o f DNA f r o m

L a m b d o i d B a c t e r i o p h a g e s a n d O t h e r V i r u s e s b y A g a r o s e - G e l

E l e c t r o p h o r e s i s

ROBERT B . HELLING, HOWARD M. GOODMAN AN D HERBERT W. BOYER

D e p a r t m e n t s o f M i c r o b i o l o g y , a n d B i o c h e m i s t r y a n d B i o p h y s i c s , U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , S a n F r a n c i s c o ,C a l i f o r n i a 9 4 1 4 3 , a n d D i v i s i o n o f B i o l o g i c a l S c i e n c e s , U n i v e r s i t y o f M i c h i g a n , An n A r b o r , M i c h i g a n 4 8 1 0 4

R e c e i v e d f o r p u b l i c a t i o n 3 J u n e 1 9 7 4

By means o f a g a r o s e - g e l e l e c t r o p h o r e s i s , e n d o n u c l e a s e R - E c o R I - g e n e r a t e df r a g m e n t s o f DNA f r o m v a r i o u s v i r u s e s were s e p a r a t e d , t h e i r m o l e c u l a r w e i g h t swere d e t e r m i n e d , a n d c o m p l e t e or p a r t i a l f r a g m e n t maps f o r l a m b d a , 4 8 0 , a n dh y b r i d p h a g e s were c o n s t r u c t e d .

A g a r o s e w a s u s e d a s a s u p p o r t medium f o re l e c t r o p h o r e s i s o f DNA s e v e r a l y e a r s a g o ( 3 0 ,3 1 ) , b u t i t w a s n o t u n t i l a s e t o f DNA f r a g m e n t so f d e f i n e d s i z e i n a n a n a p p r o p r i a t e m o l e c u l a rw e i g h t r a n g e b e c a m e a v a i l a b l e t h a t t h e e x c e l -l e n c e o f a g a r o s e - g e l e l e c t r o p h o r e s i s f o r s e p a r a -t i o n o f s i n g l e - ( 1 5 ) o r d o u b l e - s t r a n d e d ( 1 , 2 9 )DNA m o l e c u l e s b e c a m e o b v i o u s . T h e u s e o f

e t h i d i u m b r o m i d e t o s t a i n d o u b l e - s t r a n d e dDNA h a s g r e a t l y s i m p l i f i e d t h e i d e n t i f i c a t i o n o fDNA b a n d s i n t h e g e l ( 1 , 2 9 ) .We w e r e i n t e r e s t e d i n u s i n g g e l e l e c t r o p h o r e -

s i s t o s e p a r a t e a n d i d e n t i f y s p e c i f i c DNA f r a g -m e n t s p r o d u c e d b y r e s t r i c t i n g n u c l e a s e s . I n t h e

e x p e r i m e n t s r e p o r t e d i n t h i s p a p e r we u s e dl o w - v o l t a g e a g a r o s e - g e l e l e c t r o p h o r e s i s i n o r d e rt o m a x i m i z e t h e s e p a r a t i o n o f l a r g e m o l e c u l e s o fDNA ( 1 4 ) . T h e m e t h o d w a s u s e d t o d e t e r m i n em o l e c u l a r w e i g h t s a n d t o m ap e n d o n u c l e a s eR - E c o R I - d e r i v e d f r a g m e n t s o f DNA f r o m v a r i -o u s v i r u s e s .

MATERIALS AND METHODS

DNA. P h a g e DNA w a s p r e p a r e d f r o m p u r i f i e dp h a g e p a r t i c l e s p r o d u c e d o n t h e r m a l i n d u c t i o n o f a

t e m p e r a t u r e - s e n s i t i v e l y s o g e n o r a f t e r l y t i c i n f e c t i o n( 1 6 ) . A l l p r e p a r a t i o n s i n v o l v e d e x t r a c t i o n w i t h p h e -n o l , e t h a n o l p r e c i p i t a t i o n , a n d d i a l y s i s a g a i n s t 1 / 1 0SSC ( 0 . 1 5 M s o d i u m c i t r a t e , 0 . 0 1 5 M N a C l , pH 7 . 0 ) o r

2 x 1 0 - ' M T r i s - h y d r o c h l o r i d e , 1 0 - 4 M E D T A , pH7 . 8 5 . A s m a l l p l a q u e s t r a i n o f P o v a v i r u s s i m i a e

( S V 4 0 ) w a s p r o p a g a t e d o n C V - 1 c e l l s ( 1 1 ) . Th ei n t r a c e l l u l a r DNA w a s p u r i f i e d f r o m a H i r t l y s a t e( 1 1 ) . O t h e r s o u r c e s o f v i r u s o r DNA a r e a s f o l l o w s : ) 8 0a n d 0 8 0 t r p h y b r i d s , C . Y a n o f s k y ; P 2 2 , E . J a c k s o n ;l a m b d a b i o l , J . S i e g e l ; M u - 1 , E . D a n i e l l ; l a m b d a

p l a c 5 , A . R i g g s ; 4 8 0 p l a c l a n d q 8 0 p l a c l A 2 0 , R .D i c k s o n a n d W. B a r n e s ; p o l y o m a ( 7 1 0 Wt p l a q u e / S 3 ,a p l a q u e - p u r i f i e d s t o c k p a s s a g e d a t l o w m u l t i p l i c i t y ) ,M . V o g t ; h e r p e s s i m p l e x t y p e 1 ( a h i g h p a s s a g e s t o c k ) ,W. S t e i n h a r t , J . A l w i n e , a n d C . W. H i l l ; E s c h e r i c h i a

c o l i p l a s m i d JA 5 a a n d S t a p h y l o c o c c u s p l a s m i d CM,S . C o h e n .

E n d o n u c l e a s e R . E c o R I . P u r i f i c a t i o n o f t h e e n -z y m e ( t h r o u g h p h o s p h o c e l l u l o s e a n d h y d r o x y l a p a t i t e )a n d d i g e s t i o n o f DNA w e r e e s s e n t i a l l y a s d e s c r i b e d( P . J . G r e e n e , M. D . B e t l a c h , H . M. G o o d m a n , a n d H .W. B o y e r , M e t h o d s i n M o l e c u l a r B i o l o g y , v o l . 9 , i np r e s s ) . G e n e r a l l y t h e d i g e s t e d DNA w a s t r e a t e d w i t hp h e n o l , e t h a n o l p r e c i p i t a t e d , a n d d i a l y z e d b e f o r ee l e c t r o p h o r e s i s . S p e c i f i c f r a g m e n t s o f DNA g e n e r a t e df r o m l a r g e r DNA m o l e c u l e s b y t h i s e n z y m e w i l l b er e f e r r e d t o a s E c o R I f r a g m e n t s .

A g a r o s e - g e l e l e c t r o p h o r e s i s . G e l s ( 1 5 b y 0 . 6 c m )w e r e f o r m e d i n 1 6 - c m g l a s s t u b i n g w i t h a s l i g h tc o n s t r i c t i o n a t o n e e n d o r w i t h n y l o n n e t t i n g ( p a n t yh o s e ) a c r o s s o n e e n d t o r e t a i n t h e g e l . A g a r o s e

( S e a K e m ) i n TEA ( 0 . 0 5 M T r i s , 0 . 0 2 M s o d i u ma c e t a t e , 2 x 1 0 - M N a , EDTA; pH a d j u s t e d t o 8 . 0 5w i t h g l a c i a l a c e t i c a c i d ) p l u s 0 . 0 1 8 M N a c l w a s m e l t e d

b y a u t o c l a v i n g . A s m a l l a m o u n t w a s u s e d t o s e a l t h eb o t t o m o f t h e t u b e . T h e n a d d i t i o n a l a g a r o s e ( c o o l e db e l o w 6 0 C ) w a s a d d e d t o f i l l t h e c o l u m n . A f t e r h a r d -

e n i n g , t h e u p p e r e n d o f t h e g e l w a s e x t r u d e d a n ds l i c e d e v e n l y t o f o r m a 1 5 - c m g e l . T h e s a m p l e w a sh e a t e d f o r 5 m i n a t 6 5 C i n o r d e r t o s e p a r a t e l o o s e l y

a s s o c i a t e dDNA

m o l e c u l e s a n d q u e n c h e d o n i c e .B r o m o p h e n o l b l u e a n d s u c r o s e w e r e a d d e d ( t o 2 0s u c r o s e ) t o g i v e a f i n a l s a m p l e v o l u m e o f 1 5 t o 1 0 0

j u l i t e r s . T h e s a m p l e w a s r u n i n t o t h e g e l f o r 5 m i n a t1 0 0 V a n d t h e r e a f t e r a t 1 . 5 V / c m o f g e l ( 2 2 . 5 V ) . B u f f e rc h a m b e r s c o n t a i n e d TEA + N a C l . A f t e r a b o u t 1 8 ha t r o o m t e m p e r a t u r e ( a p p r o x i m a t e l y 2 2 C ) , t h e d y em a r k e r w a s a t t h e g e l t i p . W i t h 0 . 7 a g a r o s e , t h ed y e m o b i l i t y i s e q u i v a l e n t t o t h a t o f DNA o f 1 0 t o3 x 1 0 m o l w t u n d e r t h e s e c o n d i t i o n s . A l l g e l s s h o w ni n t h e f i g u r e s i n t h i s p a p e r c o n t a i n 0 . 7 a g a r o s e . I n

o r d e r t o v i s u a l i z e t h e DNA, t h e g e l s w e r e e x t r u d e di n t o 1 g g o f e t h i d i u m b r o m i d e p e r m l ( 1 , 2 9 ) . A f t e r

0 . 5 h t h e s t a i n e d b a n d s w e r e v i s u a l i z e d b y f l u o r e s c e n c e

o v e r l o n g w a v e l e n g t h u l t r a v i o l e t l i g h t ( C 5 0 T r a n s -i l l u m i n a t o r , U l t r a v i o l e t P r o d u c t s , S a n G a b r i e l , C a l i f . ) .G e l s w e r e p h o t o g r a p h e d u s i n g a y e l l o w f i l t e r ( K o d a kn o . 9 W r a t t e n g e l a t i n f i l t e r ) , a n d m e a s u r e m e n t s w e r e

t a k e n f r o m t h e p r i n t s ( P o l a r o i d 5 5 P / N o r 5 2 ) .

1 2 3 5

  onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

h  t   t   p:  /   /   j  v i  . a s m. or  g /  

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HELLING, GOODMAN, AND BOYER

M o l e c u l a r w e i g h t s . T h e s i x e n d o n u c l e a s e R . E c o -R I - g e n e r a t e d f r a g m e n t s o f l a m b d a DNA w e r e u s e d a s

s t a n d a r d s i n e s t i m a t i n g m o l e c u l a r w e i g h t s o f o t h e rDNA s p e c i e s i n t h e s a m e g e l . S i z e e s t i m a t e s o f t h e s i xf r a g m e n t s a s d e t e r m i n e d b y e l e c t r o n m i c r o s c o p y w e r e

o b t a i n e d f r o m R . D a v i s ( m a n u s c r i p t i n p r e p a r a t i o n ) .T h e s e e s t i m a t e s o f t h e f r a c t i o n a l e q u i v a l e n t s o f t o t a ll a m b d a DNA a r e 0 . 4 4 5 , 0 . 1 5 4 , 0 . 1 2 1 , 0 . 1 1 3 , 0 . 0 9 8 , a n d0 . 0 6 9 + 2 , c o r r e s p o n d i n g t o m o l w t s o f 1 3 . 7 , 4 . 7 4 ,3 . 7 3 , 3 . 4 8 , 3 . 0 2 , a n d 2 . 1 3 m i l l i o n b a s e d o n a t o t a l m o lw t o f 3 0 . 8 x 1 0 6 ( 8 ) . I n d e p e n d e n t e s t i m a t e s o f t h es i z e s o f t h e s i x f r a g m e n t s ( 2 , 3 ) d o n o t d i f f e r s i g n i f i -c a n t l y f r o m t h o s e g i v e n a b o v e ( t h e i r e s t i m a t e s : 1 3 . 7 ,4 . 4 9 , 3 . 5 4 , 3 . 5 4 , 3 . 0 4 , a n d 2 . 3 1 m i l l i o n ) .

RESULTS

S i x E c o R i e n d o n u c l e a s e - g e n e r a t e d l a m b d aDNA f r a g m e n t s r a n g i n g i n m o l w t f r o m 2 . 1 3 x

1 0 6 t o 1 3 . 7 x 1 0 6 c a n b e s e p a r a t e d o n a 0 . 7a g a r o s e g e l ( F i g . 1 A ) . A s t r a i g h t - l i n e r e l a t i o n -s h i p i s a p p r o x i m a t e d w h e n t h e l o g m o l e c u l a rw e i g h t o f e a c h o f t h e s m a l l e r f r a g m e n t s i sp l o t t e d a g a i n s t i t s r e l a t i v e m o b i l i t y ( F i g . 2 ) .T h e r e s o l u t i o n o f l a m b d a f r a g m e n t s 3 a n d 4 a st w o d i s t i n c t b a n d s s h o w s t h e e x c e l l e n t s e p a r a -t i o n o f l a r g e DNA m o l e c u l e s o n a g a r o s e g e l s .U s i n g t h e e t h i d i u m b r o m i d e - s t a i n i n g p r o c e -d u r e , 1 0 n g o r l e s s o f DNA c a n b e d e t e c t e d i n a

s i n g l e f l u o r e s c i n g b a n d . We e s t i m a t e t h a t a p -p r o x i m a t e l y 4 0 n g e a c h a r e i n b a n d s 3 a n d 4

( F i g . 1 A ) . T h e s e b a n d s s e p a r a t e w h e n u p t o 1 . 8, u g o f E c o R I l a m b d a f r a g m e n t s ( 2 2 0 a n d 2 1 0 n gi n t h e t w o b a n d s ) a r e l o a d e d o n a s i n g l e g e l .

B a s e c o m p o s i t i o n c a n a f f e c t m o b i l i t y o n a c -r y l a m i d e g e l s ( 3 4 ) . F r a g m e n t s o f DNA f r o md i f f e r e n t r e g i o n s o f t h e l a m b d a g e n o m e d i f f e rc o n s i d e r a b l y i n t h e i r b a s e c o m p o s i t i o n ( 8 ) .H o w e v e r , t h e p l o t o f l o g m o l e c u l a r w e i g h tv e r s u s m o b i l i t y o f t h e l a m b d a DNA f r a g m e n t s( F i g . 2 ) d o e s n o t d e v i a t e m a r k e d l y f r o m l i n e a r -i t y ( i n t h e r e g i o n o f p r o p o r t i o n a l i t y ) , s u g g e s t i n gt h a t b a s e c o m p o s i t i o n d o e s n o t g r o s s l y a f f e c tm o b i l i t y u n d e r o u r c o n d i t i o n s . P r e s u m a b l y a s a

r e s u l t o f t h e d i f f e r e n c e s i n b a s e c o m p o s i t i o n ,r e l a t i v e m o b i l i t i e s o f t h e E c o R I l a m b d a DNAf r a g m e n t s i n a c r y l a m i d e g e l s a r e a l t e r e d g r e a t l yb y r u n n i n g t h e m a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s ( 2 ) .H o w e v e r , i n t h e s e 0 . 7 a g a r o s e g e l s t h e r e l a t i v em o b i l i t i e s o f t h e l a m b d a DNA f r a g m e n t s w e r et h e s a m e a t 3 a s a t 2 3 C .

F r a g m e n t s e p a r a t i o n o n g e l s o f d i f f e r e n t a g a -r o s e c o n c e n t r a t i o n i s s h o w n i n F i g . 3 . T h e u p p e rl i m i t o f t h e r a n g e o f p r o p o r t i o n a l i t y d e c r e a s e sp r o g r e s s i v e l y a s t h e g e l c o n c e n t r a t i o n i s i n -c r e a s e d ; h o w e v e r , s e p a r a t i o n w i t h i n t h i s r a n g e

i s b e t t e r a t h i g h e r g e l c o n c e n t r a t i o n s . T h eb a n d s o f DNA o f l o w e r m o l e c u l a r w e i g h t a r ed i f f u s e r a t h e r t h a n s h a r p , a n d t h i s b l u r r i n ga p p e a r s t o b e u n a f f e c t e d b y i n c r e a s i n g t h e g e l

F i g . 1 . E l e c t r o p h o r e s i s o f DNA i n 0 . 7 a g a r o s eg e l s . I n a l l g e l s m i g r a t i o n w a s f r o m t o p ( c a t h o d e ) t ob o t t o m ( a n o d e ) . ( A ) G e l 1 , E c o R I f r a g m e n t s o fl a m b d a DNA; g e l 2 , i n t a c t l a m b d a a n d E c o R I l a m b d af r a g m e n t s ; g e l 3 , i n t a c t l a m b d a DNA. ( B ) G e l 1 ,E c o R I f r a g m e n t s o f l a m b d a DNA; g e l 2 , E c o R If r a g m e n t s o f l a m b d a p l a c 5 DNA. ( C ) G e l 1 , i n t a c tl a m b d a a n d E c o R I f r a g m e n t s ; g e l 3 , E c o R I l a m b d af r a g m e n t s ; g e l 2 , a s g e l 3 e x c e p t t h e s a m p l e w a s n o th e a t e d a n d N a C I w a s a d d e d t o t h e DNA t o 0 . 1 Mb e f o r e l o a d i n g o n t h e g e l .

c o n c e n t r a t i o n . B yi n c r e a s i n g

t h ev o l t a g e , e l e c -t r o p h o r e s i s c a n b e c o m p l e t e d r a p i d l y e n o u g h

t h a t f r a g m e n t s o f s m a l l m o l e c u l a r w e i g h t a r er e s o l v e d a s n a r r o w b a n d s ( n o t s h o w n ) . H o w e v e r ,t h e s e p a r a t i o n o f h i g h - m o l e c u l a r - w e i g h t DNAb e c o m e s p r o g r e s s i v e l y p o o r e r a s t h e v o l t a g e i sr a i s e d .

J u s t a s w i t h p o l y a c r y l a m i d e g e l s ( 1 0 ) , t h e

m o b i l i t y o f DNA o n a g a r o s e g e l s i s a f u n c t i o n o fm o l e c u l a r c o n f o r m a t i o n ( 1 ) , a s s h o w n i n F i g . 4( g e l s 1 a n d 2 ) b y t h e s h i f t i n b a n d p o s i t i o n w h e ns u p e r h e l i c a l p o l y o m a DNA i s c l e a v e d t o p r o -d u c e n o n c i r c u l a r DNA o f t h e s a m e m o l e c u l a r

w e i g h t . T h e c i r c u l a r DNAs f r o m S V 4 0 a n dp o l y o m a a r e e a c h c l e a v e d o n c e b y t h e E c o R Ie n d o n u c l e a s e ( 1 1 , 2 2 , 2 4 ) , p r o d u c i n g a s i n g l eb a n d o f n o n c i r c u l a r DNA ( F i g . 4 ) . From t h e

1 2 3 6 J . V I R O L .

  onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

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D 

 ownl   o a d  e d f  r  om 

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AGAROSE-GEL ELECTROPHORESIS OF VIRAL DNA

1 0 7

1 6

N t

10 1

0 0.5 1 5 25

RELATIVE MOBILITY

F I G . 2 . R e l a t i v e e l e c t r o p h o r e t i c m o b i l i t y o f n o n c i r -

c u l a r d o u b l e - s t r a n d e d DNA i n 0 . 7 agarose g e l .P o i n t s r e p r e s e n t t h e m o b i l i t y r e l a t i v e t o E c o R Il a m b d a f r a g m e n t 4 o f DNA f r o m i n t a c t l a m b d a ,E c o R I l a m b d a f r a g m e n t s , h e a d a n d t a i l E c o R I f r a g -ment d i m e r s , a n d S V 4 0 f r a g m e n t s g e n e r a t e d b y t h e

E c o R I a n d H p a I r e s t r i c t i o n e n d o n u c l e a s e s . T h eranges o f r e l a t i v e m o b i l i t y f o r t h e f i v e s m a l l e r l a m b d af r a g m e n t s f r o m 1 8 g e l s i n d e p e n d e n t l y ru n a t a p p r o x i -

m a t e l y 2 2 C f a l l w i t h i n t h e p o i n t s p l o t t e d ( t h e m o b i l -i t y o f f r a g m e n t 4 was a r b i t r a r i l y s e t a t 1 . 0 ) . T h e range

i n r e l a t i v e m o b i l i t y o f t h e l a r g e s t f r a g m e n t v a r i e df r o m 0 . 3 8 t o 0 . 4 3 . T h e r e l a t i v e m o b i l i t i e s o f t h e s i xl a m b d a f r a g m e n t s i n g e l s ru n a t 3 C f a l l w i t h i n t h ea b o v e r a n g e s .

p o s i t i o n s o f t h e s e b a n d s r e l a t i v e t o t h e l a m b d aE c o R I f r a g m e n t s , t h e i r m o l e c u l a r w e i g h t s ca n

b e c a l c u l a t e d ( T a b l e 1 ) . Th e DNA o f t h e s m a l l

p l a q u e s t r a i n o f S V 4 0 u s e d i n t h i s l a b o r a t o r yappears t o b e s l i g h t l y s m a l l e r t h a n t h a t o f

p o l y o m a , as s h o w n b y t h e d i f f e r e n c e i n m o b i l i t yo f t h e n o n c i r c u l a r p o l y o m a a n d S V 4 0 DNAs

( F i g . 4 ) a n d e q u i v a l e n t d i f f e r e n c e s i n m o b i l i t i e so f t h e s u p e r h e l i c a l a n d n i c k e d c i r c u l a r f o r m s o f

t h e same DNA ( n o t s h o w n ) . We b e l i e v e t h e

d i f f e r e n c e i n m o b i l i t y i s u n l i k e l y t o b e d u e t o

t h e d i f f e r e n c e i n b a s e c o m p o s i t i o n b e t w e e n

p o l y o m a ( 4 9 g u a n i n e p l u s c y t o c i n e [ G + C ] a n d

S V 4 0 ( 4 1 G+C) ( 3 2 ) , b e c a u s e we a l r e a d ys h o w e d t h a t b a s e c o m p o s i t i o n d i d n o t g r o s s l ya f f e c t m o b i l i t y o f t h e l a m b d a DNA f r a g m e n t s ,a n d b e c a u s e i n o n e s t u d y t h e m o b i l i t y o f DNA

on a c r y l a m i d e h a s b e e n s h o w n t o i n c r e a s e w i t h

G+ C c o n t e n t ( 1 0 ) .

Th e m o l e c u l a r w e i g h t s o f EcoRI f r a g m e n t sf r o m v a r i o u s o t h e r DNA sources h a v e b e e n

d e t e r m i n e d f r o m t h e i r m o b i l i t i e s r e l a t i v e t o

X E c o R I f r a g m e n t s i n c l u d e d i n t h e same g e l ( F i g .

5 a n d 6 , T a b l e 1 ) . T h e m o l e c u l a r w e i g h t o fi n t a c t DNA, f r o m v i r u s e s p r o d u c i n g m o r e t h a no n e c l e a v a g e p r o d u c t , h a s b e e n e s t i m a t e d b ys u m m i n g t h e w e i g h t s o f t h e f r a g m e n t s ( T a b l e1 ) . T h e g e n e r a l l y g o o d a g r e e m e n t w i t h l i t e r a -

t u r e v a l u e s s u g g e s t s t h a t t h i s m ay b e a u s e f u lp r o c e d u r e f o r d e t e r m i n i n g t o t a l m o l e c u l a rw e i g h t s o f u p t o 1 0 6 o r h i g h e r . S o m e t i m e s t w of r a g m e n t s a r e s o c l o s e i n m o l e c u l a r w e i g h t a s t or u n a s a s i n g l e b a n d . T h i s i s u s u a l l y o b v i o u sf r o m t h e r e l a t i v e e t h i d i u m b r o m i d e s t a i n i n gi n t e n s i t i e s ( e . g . , 4 8 0 f r a g m e n t s 3 a n d 4 , F i g . 6 ;P 1 f r a g m e n t s 4 a n d 5 , F i g . 5 ) , a n d , w h e n l e s sDNA i s e l e c t r o p h o r e s e d f o r a l o n g e r t i m e w eh a v e u s u a l l y b e e n a b l e t o r e s o l v e t h e s e p a r a t eb a n d s . I n s o m e c a s e s r a d i o a c t i v e l a b e l i n g ( 6 , 1 2 ,2 5 ) h a s b e e n u s e d t o d i r e c t l y q ua n t i t a t e t h e

a m o u n t o f DNA p e r b a n d ( T a b l e 1 ) .C o m p l e x DNA. M o s t o f t h e E c o R I DNA

f r a g m e n t s f r o m E . c o l i c a n b e s e p a r a t e d b ye l e c t r o p h o r e s i s o n 0 . 7 a g a r o s e ( F i g . 5 C ) . Bye x a m i n i n g t h e g e l p a t t e r n s f r o m d e l e t i o n m u -t a n t s a n d u s i n g i n d i v i d u a l f r a g m e n t s i n t r a n s -f o r m a t i o n i t s h o u l d b e p o s s i b l e t o i d e n t i f y t h eg e n e s a s s o c i a t e d w i t h e a c h f r a g m e n t . T h e E c o -R I f r a g m e n t s o f e u k a r y o t i c DNA f r o m v a r i o u ss o u r c e s w e r e a l s o f r a c t i o n a t e d b y t h i s p r o c e d u r e

0 . 5 1 . 0 i . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0RELATIVE M O B I L I T Y

F I G . 3 . R e l a t i v e e l e c t r o p h o r e t i c m o b i l i t i e s o f non-

c i r c u l a r d o u b l e - s t r a n d e d DNA as a f u n c t i o n o f a g a -

rose c o n c e n t r a t i o n . M o b i l i t i e s were d e t e r m i n e d and

curves were p l o t t e d as i n F i g . 2 .

K

V O L . 1 4 , 1 9 7 4 1 2 3 7

  onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

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HELLING, GOODMAN, AND BOYER

1-

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C 1 4

l a r . 4. ) 4. > u l . C I D

( D0 00

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C 1 4 - 0 > 1 4 )e . 0 4. . r A

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4 i xc d W.- F4) c o . 0 0r . 0 4 ) 4 )= a00

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4. ) 1 6 . > 0

4 )  o . > , b - J D0c i

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V O L . 1 4 , 1 9 7 4 AGAROSE-GEL ELECTROPHORESIS OF VIRAL DNA 1 2 3 9

  onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

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H E L L I N G . GOODMAN. AND BOYER

DNA ( 2 1 ) , h a s f o u r E c o R I f r a g m e n t s w h i c ha p p e a r i d e n t i c a l t o t h o s e f r o m w i l d - t y p el a m b d a . H o w e v e r , t h e p o s i t i o n s o f t w o o f t h eb a n d s a r e d i f f e r e n t . T h e s e c o n t a i n t h e t w of r a g m e n t s o n t h e l e f t o f t h e g e n e t i c m a p , a s e x -

p e c t e d i f p a r t o f t h e l a m b d a DNA c o n t a i n i n gt h e l e f t - m o s t E c o R I c l e a v a g e p c i n t h a s b e e nd e l e t e d a n d r e p l a c e d b y new ( l a c ) DNA w i t h anew c l e a v a g e p o i n t c l o s e r t o t h e l e f t e n d o f t h ei n t a c t DNA. T h e l a c o p e r a t o r i s i n t h e s m a l l e ro f t h e t w o new l a m b d a p l a c 5 E c o R I f r a g m e n t s ,a s s h o w n b y r e p r e s s o r b i n d i n g e x p e r i m e n t sw i t h t h e DNA e l u t e d f r o m e a c h b a n d ( u n p u b -l i s h e d e x p e r i m e n t s , w i t h A . R i g g s ) .Lambda p b i o l h a s a d e l e t i o n o f 1 0 . 5 o f t h e

l a m b d a DNA t o t h e r i g h t o f a t t a n d a s u b s t i t u -t i o n o f b i o DNA e q u i v a l e n t t o 5 . 2 o f l a m b d a

( 1 8 ) . T h e d e l e t i o n s h o u l d r e m o v e t h e c l e a v a g es i t e b e t w e e n f r a g m e n t s 4 a n d 2 a n d , ( u n l e s s anew E c o R I r e s t r i c t i o n s i t e i s i n t r o d u c e d w i t h

F I G . 4 . A g a r o s e - g e l e i e c t r o p h o r e s i s o f p o l y o m a a n dS V 4 0 D N A , G e l 1 : I n t a c t s u p e r h e l i c a l p o l y o m a DNA.N i c k e d c i r c u l a r DNA o f t h e same s i z e h a s a m o b i l i t y- s l i g h t l y l e s s t h a n t h a t o f t h e n o n c i r c u l a r D N A , n e i t h e r

o f w h i c h i s v i s i b l e i n t h i s p r e p a r a t i o n . G e l 2 : E c o R I -d i g e s t e d p o l y o m a a n d l a m b d a DNA. G e l 3 : E c o R I -d i g e s t e d p o l y m a , S V 4 O , a n d l a m b d a DNA. G e l 4 :E c o R I - d i g e s t e d S V 4 0 a n d l a m b d a DNA. B e c a u s e o ft h e s a l t i n t h e r e a c t i o n m i x t u r e s , l a m b d a h e a d - t a i ld i m e r s a r e p r e s e n t .

( n o t s h o w n ) . Few i n d i v i d u a l b a n d s c o u l d b es e e n . H o w e v e r , t h e m o b i l i t i e s o f t h e E c o R If r a g m e n t s o f l a m b d a w e r e n o t a l t e r e d b y a l a r g ee x c e s s o f e u k a r y o t i c DNA f r a g m e n t s i n t h esame g e l , s u g g e s t i n g t h a t e v e n t h e s e c o m p l e xm i x t u r e s o f many s i z e s o f DNA m o l e c u l e s

s e p a r a t e a c c o r d i n g t o m o l e c u l a r w e i g h t ( a se x p e c t e d ) , e v e n t h o u g h i n d i v i d u a l b a n d s c o u l dn o t b e i d e n t i f i e d .

M a p p i n g . B y c o m p a r i n g t h e f r a g m e n t p a t -t e r n s p r o d u c e d f r o m v a r i o u s l a m b d a a n d 4 8 0h y b r i d p h a g e DNAs b y t h e E c o R I e n d o n u c l e a s e ,t h e o r d e r o f l a m b d a f r a g m e n t s d e t e r m i n e d b yR . D a v i s ( p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) , a n d s h o w ni n F i g . 7 , was c o n f i r m e d , a n d p a r t i a l f r a g m e n tmaps o f 4 8 0 a n d t h e h y b r i d s w e r e o b t a i n e d ( F i g .7 ) . T h e m ap o f l a m b d a f r a g m e n t s ( a n d o fl a m b d a p l a c 5 f r a g m e n t s ) h a s b e e n i n d e p e n d -e n t l y d e t e r m i n e d ( 2 , 3 ) a n d , a s r e v i s e d ( 3 ) , d o e s

n o t d i f f e r f r o m o u r m a p . A s s h o w n i n F i g . i B ,l a m b d a p l a c 5 , a l a m b d a d e r i v a t i v e i n w h i c hp a r t o f t h e l a c o p e r o n i s s u b s t i t u t e d f o r l a m b d a

3 _

4-

. J .

- 5 } .   Z

A B

F i G . 5 . S e p a r a t i o n o f E c o R I DNA f r a g m e n t s i na g a r o s e g e l s . ( A ) G e l 1 , E c o R I - d i g e s t e d P 1 a n dl a m b d a DNA; g e l 2 , E c o R I - d i g e s t e d P 1 DNA. ( B ) G e l1 , i n t a c t P 2 2 DNA a n d E c o R I - d i g e s t e d l a m b d a DNA;g e l 2 , E c o R i - d i g e s t e d P 2 2 a n d l a m b d a DNA; g e l 3 ,E c o R I - d i g e s t e d P 2 2 DNA. ( C ) G e l 1 , E c o R I - d i g e s t e dDNA f r o m E . c o l i ; g e l 2 , E c o R I - d i g e s t e d DNA f r o ml a m b d a a n d E . c o l i ; T h e E .

c o l i DNA w a s f r o m s t r a i nHB 1 2 9 ( 2 7 ) . I n g e l s A l , B i , a n d B 2 , l a m b d a h e a d - t a i ld i m e r s a r e p r e s e n t b e c a u s e o f s a l t i n t h e r e a c t i o nm i x t u r e s .

1 2 4 0 J . V M O L .

... 8

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AGAROSE-GEL ELECTROPHORESIS OF VIRAL DNA

| -_2 + A k 1 )

I ( 2 + 3 )1

I ( 3 + X 6 )

_2

-3-4

-5

_ 6

1 2 3 4 5

F I G . 6 . S e p a r a t i o n o f )8 0 E c o R I f r a g m e n t s i n aga-

rose g e l s . G e l 1 : E c o R I - d i g e s t e d 0 8 0 DNA; G e l 2 : asg e l I p l u s i n t a c t 4 8 0 DNA; G e l 3 : as g e l 1 b u t N a C la d d e d t o 0 . 1 M; G e l 4 : as g e l 5 b u t N a C I a d d e d t o 0 . 1M; G e l 5 : E c o R I - d i g e s t e d l a m b d a a n d 4 8 0 DNA. A l l

s a m p l e s were h e a t e d t o 6 5 C f o r 5 m i n ( a f t e r a d d i n gN a C I t o s a m p l e s 3 a n d 4 ) a n d were t h e n k e p t a t room

t e m p e r a t u r e f o r 3 0 m i n b e f o r e l o a d i n g on g e l s . I n

r e p e a t e d e x p e r i m e n t s , l a m b d a - + 8 0 d i m e r s ( g e l 4 )were l e s s f r e q u e n t t h a n l a m b d a - l a m b d a a n d 4 8 0 - X 8 0d i m e r s , s u g g e s t i n g p r e f e r e n t i a l a s s o c i a t i o n b e c a u s e o fi n e x a c t h o m o l o g y o f t h e e n d s or p o s s i b l y an i n f l u e n c eo f f r a g m e n t l e n g t h on p r o b a b i l i t y o f a s s o c i a t i o n .

b i o ) , r e s u l t i n t h e l o s s o f t h e c o r r e s p o n d i n g g e l

b a n d s a n d t h e appearance o f a s i n g l e new

f r a g m e n t o f m o l wt 6 . 7 x 1 0 . Th e o b s e r v e d g e lp a t t e r n was e x a c t l y as p r e d i c t e d ( T a b l e 1 ) .

A l l o f ou r r e s u l t s are f u l l y c o n s i s t e n t w i t h t h e

map d e v e l o p e d b y D a v i s a n d b y A l l e t e t a l . ( 3 ) .I n d e p e n d e n t o f t h e e v i d e n c e f r o m t h e f r a g m e n tp a t t e r n s o f h y b r i d DNA, we h a v e c o n f i r m e d

t h a t t h e l a r g e s t a n d s m a l l e s t lambda f r a g m e n t sc o n t a i n t h e l a m b d a e f i d s . A t h i g h i o n i c s t r e n g t ht h e c o h e s i v e e n d s f o u n d i n i n t a c t lambda DNA

p a i r t o f o r m c i r c l e s ( 1 7 ) ; t h e same p a i r i n g o f t h e

t w o t e r m i n a l E c o R I f r a g m e n t s r e s u l t s i n t h e l o s s

o f t h e l a r g e s t and s m a l l e s t f r a g m e n t s and t h eappearance o f a new band c o r r e s p o n d i n g t o t h e

j o i n e d f r a g m e n t s ( F i g . 1 C ) .

T h e e n d f r a g m e n t s f r o m p h a g e 4 8 0 w e r ei d e n t i f i e d b y t h e s a m e p r o c e d u r e . T h e s e c o r r e -s p o n d t o b a n d s 2 ( m o l w t 5 . 3 0 x 1 0 6 ) a n d 3 ( m o lw t 4 . 0 5 x 1 0 6 ) w h i c h j o i n t o b a n d a t a p o s i t i o ne x p e c t e d o f DNA o f m o l w t a p p r o x i m a t e l y 9 x

1 0 ( F i g . 6 , g e l 3 ) . B e c a u s e 4 8 0 DNA a n dl a m b d a DNA c a n p a i r t h r o u g h t h e i r c o h e s i v ee n d s , t h e N 8 0 a n d l a m b d a e n d f r a g m e n t s s h o u l da l s o p a i r a p p r o p r i a t e l y . F r o m t h e m o l e c u l a rw e i g h t s o f t h e i n d i v i d u a l f r a g m e n t s w e c a n p r e -d i c t t h e p o s i t i o n s e x p e c t e d o f t h e + 8 0 - l a m b d ad i m e r s . When l a m b d a a n d 4 8 0 E c o R I f r a g m e n t sw e r e m i x e d a n d e n d - j o i n i n g w a s a l l o w e d , t w onew b a n d s w e r e s e e n a f t e r e l e c t r o p h o r e s i s ( F i g .6 , g e l 4 ) . O n e b a n d a p p e a r e d a t t h e p o s i t i o ne x p e c t e d o f a c o m b i n a t i o n o f 4 8 0 f r a g m e n t 3a n d t h e l a m b d a r i g h t - e n d f r a g m e n t . T h e s e c -o n d w a s o f h i g h m o l e c u l a r w e i g h t a n d c o u l dh a v e r e s u l t e d f r o m t h e c o m b i n a t i o n o f t h el a m b d a l e f t e n d w i t h e i t h e r ) 8 0 f r a g m e n t 2 o r3 . No b a n d c o r r e s p o n d i n g t o ) 8 . 0 f r a g m e n t 2c o m b i n e d w i t h t h e r i g h t - e n d f r a g m e n t o fl a m b d a w a s a p p a r e n t . T h u s , w e c o n c l u d e t h a tb a n d 2 c o r r e s p o n d s t o t h e r i g h t - e n d f r a g m e n to f 4 8 0 a n d b a n d 3 c o r r e s p o n d s t o t h e l e f t e n d o f4 8 0 .

T h i s a s s i g n m e n t o f 4 8 0 e n d s i s c o n s i s t e n tw i t h t h e E c o R I f r a g m e n t p a t t e r n s o f 0 8 0 h y -

b r i d s . A + 8 0 - l a m b d a h y b r i d ( l a m b d a h 8 0 ) c o n -

t a i n i n g t h e l a m b d a f r a g m e n t 6 ( r i g h t e n d ) l a c k s4 8 0 f r a g m e n t 2 , b u t s t i l l h a s 4 8 0 f r a g m e n t 3( T a b l e 1 ) . T h e p o s i t i o n o f f r a g m e n t 2 f r o m 4 8 0 hp t E A , k n o w n t o h a v e a d e l e t i o n n e a r t h e r i g h te n d ( a n d , i n a d d i t i o n , c o n t a i n i n g t h e e n t i r e t r po p e r o n ) , i s s h i f t e d a p p r o p r i a t e l y , b u t f r a g m e n t3 i s u n a f f e c t e d ( T a b l e 1 ) .

N e i t h e r f r a g m e n t 2 n o r 3 c o n t a i n s t h e a t t a c h -m e n t r e g i o n . S t u d y o f s i x d i f f e r e n t 4 8 0 t r ph y b r i d s s h o w e d t h a t t h e a t t r e g i o n i s i n f r a g -m e n t 1 b e c a u s e i n e a c h h y b r i d t h i s b a n d i sa l t e r e d i n m o b i l i t y ( i n t w o o f t h e h y b r i d s , 4 8 0 hp t 1 9 0 ( E A ) a n d C B 1 5 b a n d s 2 o r 6 w e r e a l t e r e d

a l s o , p r e s u m a b l y a s t h e r e s u l t o f a s h o r t d e l e t i o n[ 1 3 ] , T a b l e 1 ) . 4 8 0 p l a c l A 2 0 d i f f e r s f r o m 4 8 0p l a c l o n l y b y a d e l e t i o n o f p a r t o f t h e l a ci n s e r t i o n ( R . D i c k s o n a n d W. B a m e s , p e r s o n a lc o m m u n i c a t i o n ) ; t h e g e l p a t t e r n s d i f f e r o n l y b ya r e d u c t i o n i n s i z e o f t h e l a r g e s t f r a g m e n t( T a b l e 1 ) , c o n s i s t a n t w i t h t h e l o c a t i o n o f a t t i nf r a g m e n t 1 o f 4 8 0 . 4 ) 8 0 f r a g m e n t 6 i s a d j a c e n t t of r a g m e n t s 1 a n d 2 b e c a u s e i n a l a m b d a - + 8 0h y b r i d ( l a m b d a h 8 0 ) c o n t a i n i n g t h e r i g h t m o s tt h r e e f r a g m e n t s o f l a m b d a , 0 8 0 b a n d s 1 , 2 , a n d6 d i s a p p e a r b u t t h e o t h e r 4 8 0 b a n d s r e m a i n

( w i t h t h e p o s s i b l e e x c e p t i o n o f t h o s e b e l o w 2 x1 0 m o l w t ) . T h e r e f o r e , f r a g m e n t s 4 , 5 , 7 , 8 , a n d9 m u s t b e r i g h t o f 3 ( l e f t e n d ) a n d l e f t o f 1 , 2 ,

V O L . 1 4 , 1 9 7 4 1 2 4 1

  onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

h  t   t   p:  /   /   j  v i  . a s m. or  g /  

D 

 ownl   o a d  e d f  r  om 

8/12/2019 Analysis of Endonuclease R-EcoRI Fragments of DNA From

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HELLING, GOODMAN, AND BOYER

A p l a c S

A h S O

08 0

A u J * t t & N C i P a n

I.I 6 4113I.   . I

(362- OP

  I 1 I I 2M ( 2 - U

4 1 4

3 R E S T 2 5   7tgn_356 ( A - U t t I - 3 ) ti-)

t 3 6 O i p A - O

  ~~~~~~~~~~Ott. - P a 1 4  3 MST I 1 1.1 2

F I G . 7 . E n d o n u c l e a s e R - E c o R I - g e n e r a t e d DNA f r a g m e n t m a p s o f l a m b o i d p h a g e s . S o l i d b a r s i n d i c a t eDNA d e r i v e d f r o m l a m b d a ; o p e n b a r s , 0 8 0 DNA; a n d c r o s s - h a t c h e d b a r s , E . c o l i DNA. S i z e s o f i n t a c t DNAsa n d l o c a t i o n a n d s i z e s o f h y b r i d r e g i o n s a r e a s r e p o r t e d p r e v i o u s l y ( s e e T a b l e 1 ) .

a n d 6 ( b e c a u s e t h e y a r e p r e s e n t i n l a m b d a h 8 0 ) .C o m p a r i s o n o f t h e f r a g m e n t maps o f l a m b d ah 8 0 a n d 0 8 0 ( F i g . 7 ) s h o w s t h a t , i f 4 8 0 f r a g m e n t6 w e r e t o t h e l e f t o f f r a g m e n t 1 , t h e n i t s h o u l d b ep r e s e n t i n l a m b d a h 8 0 . B e c a u s e i t i s n o t , we

c o n c l u d e t h a t i t maps b e t w e e n 4 8 0 f r a g m e n t s 1a n d 2 . T h e m ap l o c a t i o n s o f s u c h g e n e t i c

m a r k e r s a s a t t a n d a l l o u r s u b s e q u e n t w o r k a r ec o n s i s t e n t w i t h t h e maps s h o w n i n F i g . 7 .A n o m a l i e s i n g e l p a t t e r n s . W i t h s e v e r a l

s o u r c e s o f DNA ( h e r p e s s i m p l e x v i r u s t y p e 1 ,M u - 1 , P 2 2 [ F i g . 5 B ] ) , we h a v e o b s e r v e d a n

a n o m a l o u s s p r e a d i n g o r b l u r r i n g o f o n e o f t h e

E c o R I b a n d s a n d a l e s s t h a n q u a n t i t a t i v e i n t e n -s i t y o f s t a i n i n g o f o n e o f t h e o t h e r b a n d s ( P 2 2a n d h e r p e s ) . T h e h e t e r o g e n e i t y r e v e a l e d i n t h e

p o p u l a t i o n o f DNA m o l e c u l e s o f h e r p e s m ay b ea c o n s e q u e n c e o f p a s s a g i n g t h e v i r u s a t h i g hm u l t i p l i c i t y . S u c h s t o c k s o f c e r t a i n v i r u s e s( i n c l u d i n g S V 4 0 a n d p o l y o m a ) c o n t a i n s e g -m e n t s o f h e t e r o g e n e o u s DNA d e r i v e d f r o m t h eh o s t ( 3 2 ) . D a n i e l l e t a l . ( 7 ) h a v e s h o w n t h a t o n e

e n d o f t h e M u - 1 DNA i s f r o m t h e h o s t , a n d t h eh o s t r e g i o n v a r i e s i n l e n g t h a n d i n s e q u e n c ef r o m m o l e c u l e t o m o l e c u l e . T h u s , we e x p e c tt h a t t h e l e n g t h o f t h e h o s t DNA a t t a c h e d t o t h en e a r e s t E c o R I r e s t r i c t i o n s i t e i n t h e M u - 1 p h a g ew i l l a l s o v a r y . We h a v e n o t d e t e r m i n e d t h e

c a u s e o f t h e a n o m a l o u s P 2 2 g e l p a t t e r n b u t i tm ay r e f l e c t c y c l i c p e r m u t a t i o n s among t h eDNA m o l e c u l e s f o u n d i n t h e i n t a c t p h a g e DNA( 2 6 ) . I n a d d i t i o n , t h e g e l p a t t e r n s h a v e r e v e a l e d

c o n t a m i n a t i n g h o s t DNA i n s o m e p h a g e DNAp r e p a r a t i o n s . G e n e r a l l y t h e p r o c e d u r e h a s b e e nu s e f u l f o r i d e n t i f y i n g h e t e r o g e n e i t y i n DNAp r e p a r a t i o n s .

DISCUSSION

T h e a n a l y t i c a l u s e o f a g a r o s e - g e l e l e c t r o p h o -r e s i s h a s b e e n d e m o n s t r a t e d i n t h i s p a p e r b y t h es e p a r a t i o n a n d m a p p i n g o f e n d o n u c l e a s e -R - E c o R I - d e r i v e d DNA f r a g m e n t s f r o m v a r i o u ss o u r c e s . T h e n i c e r e s o l u t i o n o f m i x t u r e s o f DNA

f r a g m e n t s w i t h m o l e c u l a r w e i g h t s i n e x c e s s o f am i l l i o n a s d i s t i n c t b a n d s r e s u l t s f r o m t h e u s e o fa g a r o s e i n s t e a d o f a c r y l a m i d e a n d f r o m t h e u s e

o f much l o w e r v o l t a g e t h a n i s c u s t o m a r y w i t hp r o t e i n s a n d RNA. T h e a g a r o s e - g e l p r o c e d u r e i sa n e x t r e m e l y u s e f u l o n e f o r e s t i m a t i n g m o l e c u -l a r w e i g h t s , p r o v i d e d t h a t o n e h a s s t a n d a r d s o fk n o w n s i z e w h i c h c a n b e r u n i n t h e s a m e g e l .N e v e r t h e l e s s , m o l e c u l a r w e i g h t e s t i m a t e s o fDNA m o l e c u l e s o f t e n d i f f e r d e p e n d i n g o n

w h e t h e r t h e y w e r e o b t a i n e d b y means o f e l e c -t r o n m i c r o s c o p y , r e l a t i v e d i s t r i b u t i o n o f r a d i o -a c t i v i t y i n g e l s , r e l a t i v e e l e c t r o p h o r e t i c m o b i l -

i t y , o r o t h e r w i s e ( e . g . , 6 , 1 2 , 2 3 , 2 5 ) , a n d s o t h i sp r o c ed u r e s h o u l d n o t b e r e l i e d u p o n f o r s o l e s i z ed e t e r m i n a t i o n .

T h e c o n s t r u c t i o n o f maps o f t h e DNA f r a g -m e n t s p r o d u c e d b y t h e E c o R I o r o t h e r e n d o n u -c l e a s e m a k e s i t p o s s i b l e t o p r e d i c t w h i c h g e n e sa r e a s s o c i a t e d w i t h e a c h f r a g m e n t a n d w h e t h e rs p e c i f i c g e n e s a r e c l e a v e d b y t h e e n z y m e . F o re x a m p l e , a r e s t r i c t i o n s i t e c l e a v e d b y t h e E c o R Ie n z y m e i s f o u n d i n t h e l a c o p e r o n , p r o b a b l y a tt h e d i s t a l e n d o f t h e l a c Z g e n e , a s i n f e r r e d f r o mt h e a l t e r e d f r a g m e n t p a t t e r n o f l a m b d a p l a c 5 .

H o w e v e r , t h e t r p , a r a , a n d b i o ( a n d g a l [ 2 0 ] )o p e r o n s a r e n o t c u t b y t h i s e n z y m e , b e c a u s e t h eo n l y v a r i a t i o n i n t h e g e l p a t t e m s o f DNAf r a g m e n t s f r o m h y b r i d p h a g e c o n t a i n i n g t h e s e

1 2 4 2 J . V I R O L .

  onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

h  t   t   p:  /   /   j  v i  . a s m. or  g /  

D 

 ownl   o a d  e d f  r  om 

8/12/2019 Analysis of Endonuclease R-EcoRI Fragments of DNA From

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AGAROSE-GEL ELECTROPHORESIS OF VIRAL DNA

o p e r o n s i s a c h a n g e i n t h e m o b i l i t y o f a s i n g l eb a n d c o r r e s p o n d i n g t o a n i n c r e a s e o r d e c r e a s e i nt h e s i z e o f a s i n g l e DNA f r a g m e n t ( a n d b y a

d e c r e a s e i n t h e t o t a l n u m b e r o f f r a g m e n t s i nc a s e s w h e r e a r e s t r i c t i o n s i t e i s d e l e t e d ) .

T h e p u r i f i c a t i o n o f a s p e c i f i c f r a g m e n t c o n -t a i n i n g a k n o w n g e n e c a n b e a c h i e v e d b y e l u t i o no f t h e a p p r o p r i a t e b a n d f r o m a g e l s e g m e n t o r

b y u s i n g o t h e r s t a n d a r d p r o c e d u r e s i n c o n j u n c -t i o n w i t h s i z e d e t e r m i n a t i o n i n g e l s . T h i s s h o u l d

b e h i g h l y u s e f u l f o r s t u d i e s o f t r a n s c r i p t i o n a n dt r a n s l a t i o n i n v i t r o , f o r s e q u e n c i n g , a n d f o rc o n s t r u c t i o n o f n e w p l a s m i d s c o n t a i n i n g s p e -c i f i c c o m b i n a t i o n s o f g e n e s ( 4 , 5 , 2 3 ) .

ACKNOWLEDGMENTS

We a r e g r a t e f u l t o t h o s e w h o g a v e u s s a m p l e s o f p h a g e o r

DNA a n d t o R o n D a v i s f o r g i v i n g u s h i s u n p u b l i s h e d d a t a . Wet h a n k J . S a m b r o o k a n d P . S h a r p f o r t h e i r s u g g e s t i o n s .

T h i s i n v e s t i g a t i o n w a s s u p p o r t e d b y U . S . P u b l i c H e a l t hS e r v i c e g r a n t s CA 1 4 0 2 6 f r o m t h e N a t i o n a l C a n c e r I n s t i t u t ea n d GM 1 4 3 7 8 a n d GM 2 1 2 8 7 f r o m t h e N a t i o na l I n s t i t u t e o fG e n e r a l M e d i c a l S c i e n c e s a n d b y a g r a n t f r o m t h e U n i v e r s i t yo f M i c h i g a n C a n c e r R e s e a r c h I n s t i t u t e . R . B . H . w a s a

S p e c i a l F e l l o w o f t h e N a t i o n a l I n s t i t u t e s o f H e a l t h .

LITERATURE CITED

1 . A a i j , C . , a n d P . B o r s t . 1 9 7 2 . T h e g e l e l e c t r o p h o r e s i s o fDNA. B i o c h i m . B i o p h y s . A c t a 2 6 9 : 1 9 2 - 2 0 0 .

2 . A l l e t , B . , P . G . N . J e p p e s e n , K . J . K a t a g i r i , a n d H .

D e l i u s . 1 9 7 3 . M a p p i n g t h e DNA f r a g m e n t s p r o d u c e d

b y c l e a v a g e o f A DNA w i t h e n d o n u c l e a s e R I . N a t u r e( L o n d o n ) 2 4 1 : 1 2 0 - 1 2 3 .

3 . A l l e t , B . , K . J . K a t a g i r i , a n d R . F . G e s t e l a n d . 1 9 7 3 .C h a r a c t e r i z a t i o n o f p o l y p e p t i d e s m a d e i n v i t r o f r o m

b a c t e r i o p h a g e l a m b d a DNA. J . M o l . B i o l . 7 8 : 5 8 9 - 6 0 0 .4 . C h a n g , A . C . Y . , a n d S . N . C o h e n . 1 9 7 4 . G e n o m e

c o n s t r u c t i o n b e t w e e n b a c t e r i a l s p e c i e s i n v i t r o : r e p l i c a -t i o n a n d e x p r e s s i o n o f S t a p h y l o c o c c u s p l a s m i d g e n e s i nE s c h e r i c h i a c o l i . P r o c . N a t . A c a d . S c i . U . S . A .

7 1 : 1 0 3 0 - 1 0 3 4 .5 . C o h e n , S . N . , A . C . Y . C h a n g , H . W. B o y e r , a n d R . B .

H e l l i n g . 1 9 7 3 . C o n s t r u c t i o n o f b i o l o g i c a l l y f u n c t i o n a lb a c t e r i a l p l a s m i d s i n v i t r o . P r o c . N a t . A c a d . S c i .U . S . A . 7 0 : 3 2 4 0 - 3 2 4 4 .

6 . D a n a , K . , a n d D . N a t h a n s . 1 9 7 1 . S p e c i f i c c l e a v a g e o fs i m i a n v i r u s 4 0 DNA

b yr e s t r i c t i o n e n d o n u c l e a s e o f

H e m o p h i u s i n f l u e n z a e . P r o c . N a t . A c a d . S c i . U . S . A .

6 8 : 2 9 1 3 - 2 9 1 7 .7 . D a n i e l l , E . , J . A b e l s o n , J . S . K i m , a n d N . D a v i d s o n .

1 9 7 3 . H e t e r o d u p l e x s t r u c t u r e s o f b a c t e r i o p h a g e MuDNA. V i r o l o g y 5 1 : 2 3 7 - 2 3 9 .

8 . D a v i d s o n , N . , a n d W. S z y b a l s k i . 1 9 7 1 . P h y s i c a l a n dc h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f l a m b d a D N A , p a g e 4 5 8 2 .I n A . D . H e r s h e y ( e d . ) , T h e b a c t e r i o p h a g e l a m b d a .C o l d S p r i n g H a r b o r L a b o r a t o r y , C o l d S p r i n g H a r b o r ,N . Y .

9 . D e e b , S . S . , K . O k a m o t o , a n d B . D . H a l l . 1 9 6 7 . I s o l a t i o na n d c h a r a c t e r i z a t i o n o f n o n d e f e c t i v e t r a n s d u c i n g e l e -m e n t s o f b a c t e r i o p h a g e 0 8 0 . V i r o l o g y 3 1 : 2 8 9 - 2 9 5 .

1 0 . D i n g m a n , C . W . , M. P . F i s h e r , a n d T . K a k e f u d a . 1 9 7 2 .R o l e o f m o l e c u l a r c o n f o r m a t i o n i n d e t e r m i n i n g t h e

e l e c t r o p h o r e t i c p r o p e r t i e s o f p o l y n u c l e o t i d e s i n a g a -r o s e - a c r y l a m i d e g e l s . I I . B i o c h e m i s t r y 1 1 : 1 2 4 2 - 1 2 5 0 .

1 1 . D u g a i c z y k , A . , J . H e d g p e t h , H . W. B o y e r , a n d H . M.

G o o d m a n . 1 9 7 4 . P h y s i c a l i d e n t i t y o f t h e S V 4 0 d e o x y r i -

b o n u c l e i c a c i d s e q u e n c e r e c o g n i z e d b y t h e E c o R Ir e s t r i c t i o n e n d o n u c l e a s e a n d m o di f i c at i o n m e t h y l as e .

B i o c h e m i s t r y 1 3 : 5 0 3 - 5 1 2 .1 2 . E d g e l l , M . H . , C . A . H u t c h i s o n m, a n d M. S c l a i r . 1 9 7 2 .

S p e c i f i c e n d o n u c l e a s e R f r a g m e n t s o f b a c t e r i o p h a g e* X 1 7 4 d e o x y r i b o n u c l e i c a c i d . J . V i r o l . 9 : 5 7 4 - 5 8 2 .

1 3 . F i a n d t , M . , A . H r a d e c n a , H . A . L o ze r on , a n d W. S z y b a l -s k i . 1 9 7 1 . E l e c t r o n m i c r o g r a p h i c m a p p i n g o f d e l e t i o n s ,i n s e r t i o n s , i n v e r s i o n s , a n d h o m o l o g i e s i n t h e DNAs o fc o l i p h a g e s l a m b d a a n d p h i 8 O , p . 3 2 9 - 3 5 4 . I n A . D .

H e r s h e y ( e d . ) , T h e b a c t e r i o p h a g e l a m b d a. C o l d S p r i n g

H a r b o r L a b o r a t o r y , C o l d S p r i n g H a r b o r , N . Y.1 4 . F i s h e r , M. P . , a n d C . W. D i n g m a n . 1 9 7 1 . R o l e o f

m o l e c u l a r c o n f o r m a t i o n i n d e t e r m i n i n g t h e e l e c t r o p h o -r e t i c p r o p e r t i e s o f p o l y n u c l e o t i d e s i n a g a r o s e - a c r y l a -m i d e c o m p o s i t e g e l s . B i o c h e m i s t r y 1 0 : 1 8 9 5 - 1 8 9 9 .

1 5 . H a y w a r d , G . S . , a n d M. G . S m i t h . 1 9 7 2 . The c h r o m o -

s o m e o f b a c t er i o p h a g e T 5 . I . A n a l y s i s o f t h e s i n g l e -s t r a n d e d DNA f r a g m e n t s b y a g a r o s e g e l e l e c t r o p h o r e -s i s . J . M o l . B i o l . 6 3 : 3 8 3 - 3 9 6 .

1 6 . H e d g p e t h , J . , H . M. G o o d m a n , a n d H . W. B o y e r . 1 9 7 2 .DNA n u c l e o t i d e s e q u e n c e r e s t r i c t e d b y t h e R I e n d o n u -

c l e a s e . P r o c . N a t . A c a d . S c i . U . S . A . 6 9 : 3 4 4 8 - 3 4 5 2 .1 7 . H e r s h e y , A . D . , E . B u r g i , a n d L . I n g r a h a m . 1 9 6 3 .

C o h e s i o n o f DNA m o l e c u l e s i s o l a t e d f r o m p h a g el a m b d a . P r o c . N a t . A c a d . S c i . U . S . A . 4 9 : 7 4 8 - 7 5 5 .

1 8 . H r a d e c n a , Z . , a n d W. S z y b a l s k i . 1 9 6 9 . E l e c t r o n m i c r o -g r a p h i c m a p s o f d e l e t i o n s a n d s u b s t i t u t i o n s i n t h e

g e n o m e s o f t r a n s d u c i n g c o l i p h a g e s A d g a n d A b i o .V i r o l o g y 3 8 : 4 7 3 - 4 7 7 .

1 9 . I k e d a , H . , a n d J . T o m i z a w a . 1 9 6 8 . P r o p h a g e P 1 , a ne x t r a c h r o m o s o m a l r e p l i c a t i o n u n i t . C o l d S p r i n g H a r -b o r S y m p . Q u a n t . B i o l . 3 3 : 7 9 1 - 7 9 8 .

2 0 . J a c k s o n , D . A . , R . H . S y m o n s , a n d P . B e r g . 1 9 7 2 .B i o c h e m i c a l m e t h o d f o r i n s e r t i n g n e w g e n e t i c i n f o r m a -t i o n i n t o DNA o f s i m i a n v i r u s 4 0 : c i r c u l a r S V 4 0 DNAm o l e c u l e s c o n t a i n i n g l a m b d a p h a g e g e n e s a n d t h e

g a l a c t o s e o p e r o n o f E s c h e r i c h i a c o l i . P r o c . N a t . A c a d .S c i . U . S . A . 6 9 : 2 9 0 4 - 2 9 0 9 .

2 1 . M a l a m y , M . H . , M . F i a n d t , a n d W. S z y b a l s k i . 1 9 7 2 .E l e c t r o n m i c r o s c o p y o f p o l a r i n s e r t i o n s i n t h e l a co p e r o n o f E s c h e r i c h i a c o l i . M o l . G e n e t . 1 1 9 : 2 0 7 - 2 2 2 .

2 2 . M o r r o w , J . F . , a n d P . B e r g . 1 9 7 2 . C l e a v a g e o f s i m i a n v i r u s4 0 DNA a t a u n i q u e s i t e b y a b a c t e r i a l r e s t r i c t i o ne n z y m e . P r o c . N a t . A c a d . S c i . U . S . A . 6 9 : 3 3 6 5 - 3 3 6 9 .

2 3 . M o r r o w , J . F . , S . N . C o h e n , A . C . Y . C h a n g , H . W . B o y e r ,H . M. G o o d m a n , a n d R . B . H e l l i n g . 1 9 7 4 . R e p l i c a t i o na n d t r a n s c r i p t i o n o f e u k a r y o t i c DNA i n E . c o l i . P r o c .N a t . A c a d . S c i . U . S . A . 7 1 : 1 7 4 3 - 1 7 4 7 .

2 4 . M u l d e r , C . , a n d H . D e l i u s . 1 9 7 2 . S p e c i f i c i t y o f t h e b r e a k

p r o d u c e d b y r e s t r i c t i n g e n d o n u c l e a s e R I i n S V 4 0 DNAa s r e v e a l e d b y p a r t i a l d e n a t u r a t i o n . P r o c . N a t . A c a d .S c i . U . S . A . 6 9 : 3 2 1 5 - 3 2 1 9 .

2 5 . P e t t e r s s o n , V . , C . M u l d e r , H . D e l i u s , a n d P . A . S h a r p .1 9 7 3 . C l e a v a g e o f a d e n o v i r u s T y p e 2 DNA i n t o s i xu n i q u e f r a g m e n t s b y e n d o n u c l e a s e R - R I . P r o c . N a t .

A c a d . S c i . U . S . A . 7 0 : 2 0 0 - 2 0 4 .2 6 . R h o a de s , M . , L . A . M a c H a t t i e , a n d C . A . T h o m a s , J r .

1 9 6 8 . T h e P 2 2 B a c t e r i o p h a g e DNA m o l e c u l e . I . T h em a t u r e f o r m . J . M o l . B i o l . 3 7 : 2 1 - 4 0 .

2 7 . R o u l l a n d - D u s s o i x , D . , a n d H . W. B o y e r . 1 9 6 9 . T h e E . c o l iB r e s t r i c t i o n e n d o n u c l e a s e . B i o c h i m . B i o p h y s . A c t a1 9 5 : 2 1 9 - 2 2 9 .

2 8 . S c h l e i f , R . , J . G r e e n b l a t t , a n d R . W. D a v i s . 1 9 7 1 . D u a lc o n t r o l o f a r a b i n o s e g e n e s o n t r a n s d u c i n g p h a g e X d a r a .J . M o l . B i o l . 5 9 : 1 2 7 - 1 5 0 .

2 9 . S h a r p , P . A . , B . S u g d e n , a n d J . S a m b r o o k . 1 9 7 3 . D e t e c -

t i o n o f t w o r e s t r i c t i o n e n d o n u c l e a s e a c t i v i t i e s i n H .

p a r a i nf l ue n za e u s i n g a n a l y t i c a l a g a r o s e - e t h i d i u m b r o -m i d e e l e c t r o p h o r e s i s . B i o c h e m i s t r y 1 2 : 3 0 5 5 - 3 0 6 3 .

3 0 . T ak a h as h i , M . , T . O g i n o , a n d K . B a b a . 1 9 6 9 . E s t i m a t i o n

o f r e l a t i v e m o l e c u l a r l e n g t h o f DNA b y e l e c t r o p h o r e s i s

V O L . 1 4 , 1 9 7 4 1 2 4 3

  onM ar  c h 1 2  ,2  0 1 4  b  y MA N  C H E  S T E R 

ME T R  OP  OL I  T A N 

L I  B R A R Y 

h  t   t   p:  /   /   j  v i  . a s m. or  g /  

D 

 ownl   o a d  e d f  r  om 

8/12/2019 Analysis of Endonuclease R-EcoRI Fragments of DNA From

http://slidepdf.com/reader/full/analysis-of-endonuclease-r-ecori-fragments-of-dna-from 11/11