DNA - kyselina deoxyribonukleová - je molekula v jádru buňky, která obsahuje genetickou informaci. Extrakce DNA zahrnuje řadu kroků k jemnému rozbití buňky, rozlomení jaderné membrány, oddělení DNA od proteinů a následnému vysrážení z roztoku. Toho je dosaženo použitím různých chemikálií založených na struktuře membrán, DNA a její elektronegativitě. Chlorid sodný nebo jiné sloučeniny obsahující sodík se používají ke stabilizaci DNA poté, co byla zbavena proteinů a napomáhá srážení.
Struktura DNA
Základní strukturou DNA jsou dvě dlouhá vlákna nukleotidů navlečená spolu s kostry cukru a fosfátu, které je obklopují. DNA je dále uspořádána kroucením a navíjením na sebe, s různými proteiny spojenými, aby byly vlákna organizována a rozmotána. V původním stavu je částí DNA, která je nejvíce vystavena životnímu prostředí, hlavní řetězec cukr-fosfát. V buňce je tímto prostředím primárně voda; ve kterém je DNA rozpustná. Je rozpustný ve vodě kvůli své celkové polaritě.
Polarita DNA
„Polarita“ je chemický termín popisující molekuly, které obsahují nerovnoměrné rozložení elektrických nábojů. Podle Paula Zumba z Cornell Medical College jsou všechny nukleové kyseliny polární. V případě DNA nesou vysoce polární fosfátové skupiny na páteři záporné náboje. Tato vlastnost odpovídá rozpustnosti ve vodě, protože voda je také polární. Pozitivní náboje vody interagují s negativními náboji DNA a vytvářejí roztok. Pro získání DNA pro další testování nebo vizualizaci musí být DNA vysrážena z roztoku vodou. Protože voda má relativně slabý kladný náboj, je toho dosaženo zajištěním silněji kladně nabitého iontu v roztoku. Sodík je pro to dokonalým kandidátem.
Srážení DNA pomocí sodíku a alkoholu
Jakmile byla DNA odstraněna z jádra buňky a ponechána smíchat s vodou, zavedení sodíkových iontů vytváří dočasnou přitažlivost mezi sodíkem a páteří. DNA je dočasně neutralizována a poté snadno disociována z vody. V této fázi zavedení alkoholu nutí DNA a sodné ionty, aby se ještě pevněji spojily, protože alkohol je velmi nepolární. Lze použít ethanol nebo isopropylalkohol. Jakmile je DNA disociována z vody a pevně vázána na sodík, vysráží se z roztoku kde může být buď koncentrován pro čištění, nebo vizualizován jemným navinutím kolem hladké sklenice tyč.
Další kroky při extrakci DNA
Rozklad plazmatické membrány a jaderné membrány pro přístup k DNA z buněk se obvykle provádí tak, že se nejprve zavede nějaký druh detergentu, který rozloží molekuly lipidů. Běžným detergentem používaným v laboratořích je SDS nebo dodecylsulfát sodný; ale pro jednoduché extrakce lze použít i mýdlo na nádobí. Pokud jsou buňky odvozeny z rostlinného materiálu, obvykle se také přidávají enzymy k trávení buněčné stěny.