脱氧核糖核酸酶I（DNase I）是一种核酸内切酶，其应用不仅包括维持RNA的完整性，还包括DNA足迹分析、随机DNA文库的生成、降低细胞裂解物或蛋白质提取物中的粘性等。总之，DNase I几乎可以用于任何需要酶切DNA的应用。下面详细介绍DNase I及其具体应用。

1.什么是DNase I？
2. DNase I 用于制备无 DNA RNA 提取物
3. DNase I 用于体外转录，去除模板 DNA
4. DNase I 用于去除 rRNA
5. DNase I 用于 DNA 标记
6. 其他应用
7. DNase I 产品选择指南

1.什么是DNase I？

脱氧核糖核酸酶 I (DNase I) 是一种非特异性的内切酶，能消化单链或双链DNA，存在于不同的组织和体液中。它能水解磷酸二酯键，生成含有5'-磷酸基团和3'-OH基团的单和寡脱氧核苷酸。DNase I的最佳工作pH范围是7-8，其活性依赖于Ca2+，可被Mn2+、Mg2+、Zn2+等二价金属离子激活。在Mg2+存在下，DNase I随机剪切双链DNA的任意位点；在Mn2+存在下，DNase I可剪切同一位置双链的DNA，形成平端或1-2个核苷酸的粘端突出。

图 1. 在 Mg2+ 和 Mn2+ 存在下 DNase I 切割 dsDNA 的示意图。

虽然一般认为DNase I的切割属于非特异性切割，但DNase I更可能作用于某些特定的序列片段，如小沟区域，对嘌呤-嘧啶序列的切割更为容易；然而，当DNase I作用于异质性dsDNA时，4个碱基都会被切割，对特定碱基的切割作用不会比其他碱基大3倍以上。

2. DNase I 用于制备无 DNA RNA 提取物

在生物实验中，研究RNA的各种功能，第一步是制备核酸。然而，由于DNA和RNA在细胞裂解过程中经常一起释放，无论使用何种提取液都无法避免两者之间的干扰，因此需要使用特定的酶来去除干扰。为了获得高质量的RNA提取，可以使用DNase I来去除样本中残留的DNA。

DNase I能将双链和单链DNA降解为寡核苷酸和单核苷酸，能有效降解RNA制备产物中的DNA。然后用终止液加热使DNase I失活。在加热过程中，RNA分子的发夹结构被打开，利于RNA直接进入逆转录过程。
RNA的质量在很大程度上会直接影响实验数据。一般来说，RNA提取过程中无法完全避免gDNA残留，因此，在进行下游应用（例如mRNA表达分析、转录组分析等）之前，一般建议用DNase I处理RNA样品以消化残留的gDNA。消化gDNA的步骤可以在RNA提取过程中、RNA提取后或RNA逆转录前进行。根据产品定位，提供的产品 Yeasen 如下：

表1：RNA提取或逆转录前DNA去除相关产品列表

3. DNase I 用于体外转录，去除模板 DNA

体外转录（IVT）主要是以DNA为模板，加上相应的底物和缓冲液，通过体外转录获得RNA。在体外转录实验中，常用T7、T3、SP6等RNA聚合酶进行RNA合成。合成的RNA可能带有DNA残基，去除DNA残基有利于下游实验的开展。例如在mRNA疫苗研发阶段，残基的去除是关键步骤，可以降低下游纯化的难度，提高产品的纯度。DNA模板的去除一般采用Recombinant DNase I (RNase-free)。根据mRNA合成过程， Yeasen 如下：