Die DNA-Analyse umfasst verschiedene Arten von molekularen Experimenten und biologischen Verfahren. DNA ist ein zerbrechliches und kompliziertes Rohmaterial, daher erfordert ihre Handhabung und Analyse die beste Qualität und die reinste Aufbereitung von Chemikalien. Je nach Analyse sind Hunderte von Chemikalien, von sauren und basischen Lösungen bis hin zu Puffern und Farbstoffen, an der Untersuchung der DNA beteiligt. Zu verstehen, warum einige Chemikalien verwendet werden, ist der Schlüssel zur Durchführung erfolgreicher Experimente und zum Erhalt genauer, zuverlässiger und reproduzierbarer Ergebnisse.
Ethylendiamintetraacetat zur DNA-Aufreinigung
Für die wissenschaftliche Arbeit werden drei Arten von DNA gereinigt: DNA aus dem Genom (genomische DNA), die gesamte DNA aus der Zelle (Gesamt-DNA) oder aus Plasmiden, die sich selbst vermehren können. Bei der DNA-Aufreinigung der gesamten Zelle werden Chemikalien verwendet, die die Zerstörung der vielen Membranen einer Zelle während der Zelllyse ermöglichen. Die Chemikalie Ethylendiamintetraacetat (EDTA) wird häufig verwendet, um Magnesiumionen abzubauen, die für die Aufrechterhaltung der Starrheit der Zellwände, wodurch diese bis zu dem Punkt geschwächt werden, an dem sie zusammenbrechen oder reißen, wodurch der Zellinhalt und die DNA freigesetzt werden Analyse. Darüber hinaus schützt und bewahrt EDTA die Integrität der DNA, indem es normalerweise in der Zelle vorhandene Enzyme hemmt, die die DNA fragmentieren und unbrauchbar machen können.
Magnesiumchlorid zur DNA-Amplifikation
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine ausgeklügelte Analysemethode zur Amplifikation von mehreren tausend Kopien eines DNA-Moleküls, die jedoch mit technischen Problemen und Ungenauigkeiten behaftet ist. Viele Wissenschaftler führen daher routinemäßig mehrere verschiedene PCR-Sätze durch, um die optimalsten Bedingungen und Parameter für ein bestimmtes interessierendes Gen zu finden. Eine Chemikalie, die zur Durchführung einer solchen Optimierung verwendet wird, ist Magnesium, das das bei der PCR verwendete DNA-Polymerase-Enzym stabilisiert und als wesentlicher Cofaktor für die Aktivität des Enzyms fungiert. Für PCRs wird Magnesium in Form eines Magnesiumchloridpuffers verwendet.
Ethidiumbromid zur DNA-Färbung
Ethidiumbromid ist ein Farbstoff, der an DNA bindet, indem er in einem als Interkalation bekannten Prozess zwischen die Nukleotide schlüpft, die eine DNA-Doppelhelix bilden. Dieser Farbstoff kann dann mit einer UV-Lampe beleuchtet werden, so dass die DNA, an die das Ethidiumbromid gebunden wurde, sichtbar gemacht werden kann. Es ist jedoch mindestens 1 Nanogramm DNA erforderlich, um das Ethidiumbromid richtig zu sehen, daher ist dies eine Möglichkeit, PCR-amplifizierte DNA nachzuweisen. Obwohl es billig und weit verbreitet ist, ist es auch eine mutagene Chemikalie, von der bekannt ist, dass sie Krebs verursacht. Daher ist ihre Verwendung in Labors streng reguliert und viele Wissenschaftler gehen zu weniger toxischen Alternativen über.