ДНК - дезоксирибонуклеинова киселина - е молекула в ядрото на клетката, която съдържа генетична информация. Извличането на ДНК включва поредица от стъпки за внимателно отваряне на клетката, отваряне на ядрената мембрана, отделяне на ДНК от протеини и след това тя да се утаи от разтвора. Това се постига с помощта на различни химикали, базирани на структурата на мембраните, ДНК и нейната електроотрицателност. Натриевият хлорид или други съединения, съдържащи натрий, се използват за стабилизиране на ДНК, след като тя е лишена от протеините и помага при утаяване.
Структурата на ДНК
Основната структура на ДНК са две дълги нишки нуклеотиди, нанизани заедно със заобикалящите ги захарно-фосфатни скелети. ДНК се подрежда допълнително чрез усукване и навиване върху себе си, с различни протеини, свързани, за да поддържат нишките организирани и разплетени. В своето естествено състояние частта от ДНК, която е най-тясно изложена на околната среда, е захарно-фосфатният скелет. Вътре в клетката тази среда е предимно вода; в която ДНК е разтворима. Той е разтворим във вода поради общата си полярност.
ДНК полярност
"Полярност" е химичен термин, описващ молекули, които съдържат неравномерно разпределение на електрическите заряди. Според Пол Зумбо от Медицинския колеж в Корнел всички нуклеинови киселини са полярни. В случая на ДНК, силно полярните фосфатни групи на гръбначния стълб носят отрицателни заряди. Това свойство отчита разтворимостта във вода, тъй като водата също е полярна. Положителните заряди на водата взаимодействат с отрицателните заряди на ДНК и правят решение. За да се възстанови ДНК за по-нататъшно тестване или визуализация, ДНК трябва да се утаи от разтвор с вода. Тъй като водата има относително слаб положителен заряд, това се постига чрез осигуряване на по-силен положително зареден йон в разтвора. Натрият е идеалният кандидат за това.
Утаяване на ДНК с използване на натрий и алкохол
След като ДНК бъде отстранена от ядрото на клетката и оставена да се смеси с вода, въвеждането на натриеви йони създава временно привличане между натрий и гръбнака. ДНК временно се неутрализира и след това лесно се отделя от водата. На този етап въвеждането на алкохол принуждава ДНК и натриевите йони да станат още по-плътно свързани, тъй като алкохолът е много неполярен. Може да се използва етанол или изопропилов алкохол. След като ДНК се отдели от водата и се свърже плътно с натрия, тя ще се утаи от разтвора където може да бъде или концентриран за пречистване, или визуализиран чрез внимателно разплитане около гладка чаша пръчка.
Други стъпки в извличането на ДНК
Разграждането на плазмената мембрана и ядрената мембрана за достъп до ДНК от клетките обикновено се извършва чрез първо въвеждане на детергент за разграждане на липидните молекули. Често използван детергент, използван в лабораториите, е SDS или натриев додецил сулфат; но за прости екстракции може да се използва дори сапун за съдове. Ако клетките са получени от растителен материал, ензимите също обикновено се добавят за смилане на клетъчната стена.