Το DNA - δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ - είναι ένα μόριο στον πυρήνα ενός κυττάρου που περιέχει γενετικές πληροφορίες. Η εξαγωγή DNA περιλαμβάνει μια σειρά βημάτων για να ανοίξει απαλά το κύτταρο, να ανοίξει η πυρηνική μεμβράνη, να διαχωριστεί το DNA από τις πρωτεΐνες και στη συνέχεια να το αναγκάσει να καθιζάνει από ένα διάλυμα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση διαφόρων χημικών ουσιών, με βάση τη δομή των μεμβρανών, το DNA και την ηλεκτροπαραγωγικότητά του. Το χλωριούχο νάτριο, ή άλλες ενώσεις που περιέχουν νάτριο, χρησιμοποιούνται για τη σταθεροποίηση του DNA αφού έχει αφαιρεθεί από τις πρωτεΐνες του και βοηθά στην καθίζηση.
Η δομή του DNA
Η βασική δομή του DNA είναι δύο μεγάλοι κλώνοι νουκλεοτιδίων που συνδέονται μαζί με τους σκελετούς φωσφορικού σακχάρου που τους περιβάλλουν. Το DNA διευθετείται περαιτέρω περιστρέφοντας και τυλίγοντας τον εαυτό του, με διάφορες πρωτεΐνες που συνδέονται για να διατηρήσουν τους κλώνους οργανωμένους και αδέσμευτους. Στην φυσική του κατάσταση, το τμήμα του DNA που εκτίθεται περισσότερο στο περιβάλλον είναι η ραχοκοκαλιά του φωσφορικού σακχάρου. Μέσα στο κελί, αυτό το περιβάλλον είναι κυρίως νερό. στο οποίο το DNA είναι διαλυτό. Είναι διαλυτό στο νερό λόγω της συνολικής του πολικότητας.
Πολικότητα DNA
Το "Polarity" είναι ένας χημικός όρος που περιγράφει μόρια που περιέχουν μια άνιση κατανομή ηλεκτρικών φορτίων. Σύμφωνα με τον Paul Zumbo του Cornell Medical College, όλα τα νουκλεϊκά οξέα είναι πολικά. Στην περίπτωση του DNA, οι άκρως πολικές φωσφορικές ομάδες στη ραχοκοκαλιά φέρουν αρνητικά φορτία. Αυτή η ιδιότητα ευθύνεται για τη διαλυτότητα στο νερό, καθώς το νερό είναι επίσης πολικό. Τα θετικά φορτία του νερού αλληλεπιδρούν με τα αρνητικά φορτία του DNA και κάνουν μια λύση. Για την ανάκτηση του DNA για περαιτέρω δοκιμές ή οπτικοποίηση, το DNA πρέπει να καθιζάνει από ένα διάλυμα με νερό. Εφόσον το νερό έχει σχετικά ασθενές θετικό φορτίο, αυτό επιτυγχάνεται παρέχοντας ένα ισχυρότερο θετικά φορτισμένο ιόν στο διάλυμα. Το νάτριο είναι ο τέλειος υποψήφιος για αυτό.
Καταβύθιση του DNA με χρήση νατρίου και αλκοόλ
Μόλις το DNA αφαιρεθεί από τον πυρήνα ενός κυττάρου και αφεθεί να αναμιχθεί με νερό, η εισαγωγή ιόντων νατρίου δημιουργεί μια προσωρινή έλξη μεταξύ του νατρίου και της ραχοκοκαλιάς. Το DNA εξουδετερώνεται προσωρινά και στη συνέχεια αποσυνδέεται εύκολα από το νερό. Σε αυτό το στάδιο, η εισαγωγή μιας αλκοόλης αναγκάζει τα ιόντα DNA και νατρίου να γίνουν ακόμη πιο στενά συνδεδεμένα, καθώς το αλκοόλ είναι πολύ μη πολικό. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί αιθανόλη ή ισοπροπυλική αλκοόλη. Μόλις το DNA αποσυνδεθεί από το νερό και συνδεθεί σφιχτά στο νάτριο, θα καταβυθιστεί έξω από το διάλυμα όπου μπορεί να συγκεντρωθεί είτε για καθαρισμό ή να απεικονιστεί με απαλή περιστροφή γύρω από ένα λείο γυαλί ράβδος.
Άλλα βήματα στην εξαγωγή DNA
Η διάσπαση της μεμβράνης πλάσματος και της πυρηνικής μεμβράνης για πρόσβαση στο DNA από κύτταρα επιτυγχάνεται συνήθως με την πρώτη εισαγωγή ενός απορρυπαντικού κάποιου είδους για τη διάσπαση των μορίων λιπιδίων. Ένα κοινό απορρυπαντικό που χρησιμοποιείται στα εργαστήρια είναι το SDS ή το δωδεκυλ θειικό νάτριο. αλλά για απλές εκχυλίσεις, ακόμη και σαπούνι πιάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Εάν τα κύτταρα προέρχονται από φυτικό υλικό, συνήθως προστίθενται ένζυμα για την πέψη του κυτταρικού τοιχώματος.
