Обикновено всяка ДНК молекула във вашите клетки съдържа две нишки, свързани заедно чрез взаимодействия, наречени водородни връзки. Промяната в условията обаче може да "денатурира" ДНК и да накара тези нишки да се отделят. Добавянето на силни основи, като NaOH, драстично увеличава рН, като по този начин намалява концентрацията на водородни йони в разтвора и денатурира двуверижна ДНК.
Ефекти на рН
Концентрацията на хидроксидните йони и рН имат пряка връзка, което означава, че колкото по-високо е рН, толкова по-висока е концентрацията на хидроксид. По същия начин, по-ниската концентрация на водородни йони пада. Тогава при високо рН разтворът е богат на хидроксидни йони и тези отрицателно заредени йони могат да изтеглят водородни йони от молекули като базовите двойки в ДНК. Този процес нарушава водородната връзка, която държи двете вериги на ДНК заедно, което ги кара да се разделят.
РНК срещу ДНК
За разлика от РНК, в ДНК липсва хидроксилна група на 2 'позиция във всяка захарна група. Тази разлика прави ДНК много по-стабилна в алкален разтвор. В РНК хидроксилната група на 2 'позиция може да отдели водороден йон към разтвора при високо рН, създавайки силно реактивен алкоксиден йон, който атакува фосфатната група, съдържаща два съседни нуклеотида заедно. ДНК не страда от този дефект и по този начин се радва на забележителна стабилност при високо рН.
Алкален лизис
Молекулярните биолози често използват алкална денатурация, за да изолират плазмидна ДНК от бактерии. Плазмидите са малки вериги от ДНК, отделени от бактериалната хромозома. В минипрепарата за алкален лизис биолозите добавят препарат и натриев хидроксид към бактерии, суспендирани в разтвор. Детергентът разтваря бактериалната клетъчна мембрана, докато натриевият хидроксид повишава рН и прави разтвора силно алкален. Тъй като счупените клетки освобождават съдържанието си, ДНК вътре се отделя в съставните си вериги или денатурации.
Повторно отгряване
След като биологът извлича ДНК от клетката, той добавя друг реагент, за да върне разтвора до по-неутрално рН и да утаи детергента. Промяната в рН позволява на плазмидните нишки да се възстановят; обемистата хромозома обаче не може да направи същото, така че биологът може да я премахне заедно с детергента, денатурираните протеини и други различни боклуци, оставяйки плазмида зад себе си. Алкалният лизис не пречиства напълно плазмидната ДНК; по-скоро служи като „бърз и мръсен“ начин за извличането му от клетката и премахването на повечето други замърсители.