選用“一個細胞含有多少DNA”作為題目時，小編糾結(jié)了好久，因為這個問題問得實在不夠?qū)I(yè)，不同生物細胞中的DNA含量是由其基因組DNA的長度決定的--更糟糕的是，病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，還不能作為“細胞”囊括進去。因此最精確的問題應(yīng)當(dāng)是：“構(gòu)成一個生物樣本的最小單元含有多少核酸”，但是這個題目的吸引力肯定會大打折扣。退而求次，畢竟選擇提問“一個細胞含有多少DNA”的同學(xué)，更可能會問“試劑盒一次能提多少DNA”。

針對“試劑盒一次能提多少DNA”這個問題，其實進一步的需要思考的是“生物樣本中含有多少DNA”，然后我們自然開始追問，構(gòu)成樣本的每個最小的單元（細胞，細菌或病毒）含有多少DNA。

我們先以人類為例來計算一個人類細胞中含有多少DNA：

從百度搜索可知以下數(shù)據(jù)：

1. 人類基因組DNA約為3×10⁹ bp，且為二倍體基因組，故一個人類細胞中含有6×10⁹ bp的基因組DNA。

2. 已知1.5pmol，1000bp的DNA分子質(zhì)量為1μg。

3. 1g=1000mg=10⁶μg=10⁹ng=10¹²pg

4. 1mol=1000mmol=10⁶μmol=10⁹nmol=10¹²pmol，則1.5pmol=1.5×10^-12mol，

那么可計算得

1.5pmol=1.5×10^-12×6.02×10²³=9.03×10¹¹

    1000bp×9.03×10¹¹=1bp×9.03×10¹⁴=1μg

    即1個人類細胞所含的DNA質(zhì)量為：

6×10⁹bp/9.03×10¹⁴=6.64×10^-6μg

至此，計算公式可以簡化為：

某物種單個細胞（或結(jié)構(gòu)單元）的DNA含量=（某物種基因組DNA堿基數(shù)×倍體數(shù)/9.03×10¹⁴）μg

反過來：

提取1μg 某物種的DNA所需要的細胞數(shù)量= 9.03×10¹⁴/（某物種基因組DNA堿基數(shù)×倍體數(shù)），那么要從人類培養(yǎng)細胞中提取到1μg DNA，至少需要1.51×10⁵個細胞。

注意：

1. 真核生物實際所需的細胞數(shù)可能會比算出來的少一些，因為真核細胞中的線粒體、葉綠體也能貢獻DNA。當(dāng)然，由于提取效率不可能達到100%，算出來所需的細胞數(shù)還是差不多的。

2. 有的生物只有一套基因組，為一倍體，如細菌等；有的含兩套多套基因組，為二倍體，如人類；還有的含有多套基因組，為多倍體，如四倍體水稻、三倍體水稻等。

算到這兒，小編決定隆重推出simgen常數(shù)：simgen=9.03×10¹⁴，同學(xué)們只要牢記simgen常數(shù)9.03×10¹⁴，算起來好輕松哦。

讓我們一起看下用simgen常數(shù)算出來的，獲得不同物種1μg DNA需要多少個細胞/病毒數(shù)吧：

當(dāng)我們可以預(yù)判樣本中的DNA含量時，就可以更科學(xué)選擇合適的DNA提取方法了：

1. 當(dāng)樣本中的DNA含量大于50 μg 以上時，通常小量制備的核酸純化柱已經(jīng)超載了（比如產(chǎn)生堵柱子的現(xiàn)象），應(yīng)選用中大量DNA提取試劑盒，或者是選用經(jīng)典的酚氯仿抽提，異丙醇沉淀DNA；

2. 當(dāng)樣本中的DNA含量介于1-30 μg時，推薦選用試劑盒提取DNA。用酚氯仿抽提，異丙醇沉淀法可能會觀察不到DNA沉淀；

3. 當(dāng)樣本中的DNA含量小于1 μg時，酚氯仿抽提，異丙醇沉淀法幾乎失效，挽救的方法是添加Carrier RNA（Simgen，Cat.4003101）或是糖元協(xié)助DNA共同沉淀；更簡單的方案是購買Simgen 微量DNA提取試劑盒（Cat.3102050）；

4. 當(dāng)樣本中的DNA含量小于1ng時，請先按方案3嘗試；如果還不行，請撥打400-0099-857獲取幫助吧。

 新景生物實驗室

                                                          2016年11月23日