Analýza DNA zahrnuje různé typy molekulárních experimentů a biologických postupů. DNA je křehká a komplikovaná surovina, takže její manipulace a analýza vyžaduje nejkvalitnější a nejčistší přípravu chemikálií. V závislosti na analýze jsou do studia DNA zapojeny stovky chemikálií, od kyselých a zásaditých roztoků až po pufry a barviva. Pochopení, proč se používají některé chemikálie, je klíčem k provedení úspěšných experimentů a získání přesných, spolehlivých a reprodukovatelných výsledků.
Ethylenediaminetetraacetát pro čištění DNA
Pro vědeckou práci se čistí tři typy DNA: DNA z genomu (genomová DNA), celá DNA z buňky (celková DNA) nebo z plazmidů, které se mohou samy množit. Celková purifikace buněčné DNA používá chemikálie, které umožňují zničení mnoha membrán buňky během buněčné lýzy. Chemická látka ethylendiamintetraacetát (EDTA) se často používá k odvádění iontů hořčíku, které jsou potřebné pro udržení tuhost buněčných stěn, způsobující jejich oslabení do té míry, že se zhroutí nebo roztrhnou a uvolní obsah buňky a DNA pro analýza. Kromě toho EDTA chrání a zachovává integritu DNA tím, že inhibuje enzymy, které jsou normálně přítomné v buňce, což může DNA fragmentovat a znehodnotit.
Chlorid hořečnatý pro zesílení DNA
Polymerázová řetězová reakce (PCR) je sofistikovaná analytická metoda používaná k amplifikaci několika tisíc kopií molekuly DNA, je však plná technických problémů a nepřesností. Mnoho vědců proto rutinně provádí několik různých sad PCR, aby našli nejoptimálnější podmínky a parametry pro konkrétní sledovaný gen. Jednou chemickou látkou používanou k provedení takové optimalizace je hořčík, který stabilizuje enzym DNA polymerázy používaný při PCR a působí jako základní kofaktor pro aktivitu enzymu. U PCR se hořčík používá ve formě pufru chloridu hořečnatého.
Ethidiumbromid pro barvení DNA
Ethidiumbromid je barvivo, které se váže na DNA vklouznutím mezi nukleotidy, které tvoří dvojitou šroubovici DNA, v procesu známém jako interkalace. Toto barvivo lze poté osvětlit ultrafialovou lampou, aby bylo možné vizualizovat DNA, na kterou byl vázán ethidiumbromid. Pro správné zobrazení ethidiumbromidu je však zapotřebí alespoň 1 nanogram DNA, proto je to jeden ze způsobů detekce DNA amplifikované pomocí PCR. Ačkoli je levná a široce používaná, je to také mutagenní chemická látka, o níž je známo, že způsobuje rakovinu, takže její použití v laboratořích je vysoce regulované a mnoho vědců přechází k používání méně toxických alternativ.