Οι επιστήμονες μπορούν να διασπάσουν, ή να ακολουθήσουν, το DNA στα συστατικά του νουκλεοτίδια που μπορεί, για παράδειγμα, να πει σε ένα άτομο εάν έχει γενετική ασθένεια. Κοινές μέθοδοι εκχύλισης DNA περιλαμβάνουν τη χρήση ισοπροπανόλης ή αιθανόλης σε ένα στάδιο της διαδικασίας. Ωστόσο, τα κύτταρα περιέχουν πολλά άλλα μόρια όπως πρωτεΐνες και λιπίδια, και οι επιστήμονες φυσικά θέλουν να πάρουν μια λύση DNA που είναι όσο το δυνατόν πιο καθαρή.
Οι μέθοδοι εκχύλισης DNA συνήθως περιλαμβάνουν διάφορα στάδια: τα κύτταρα πρέπει να σπάσουν ανοιχτά, το Τα λιπίδια της μεμβράνης πρέπει να αφαιρεθούν και το DNA πρέπει να διαχωριστεί από τις πρωτεΐνες, το RNA και άλλα ρυπαντές. Δύο τυπικά πρωτόκολλα είναι η αλκαλική λύση για εκχύλιση βακτηριακού πλασμιδικού DNA και εκχύλιση φαινόλης-χλωροφορμίου. Και στις δύο μεθόδους, η καθίζηση με αιθανόλη ή ισοπροπανόλη νουκλεϊκών οξέων είναι ένα από τα τελικά στάδια. Μόλις το DNA ή το RNA καταβυθιστεί (αφαιρεθεί από το διάλυμα), μπορεί να επαναιωρηθεί σε νερό.
Η αιθανόλη είναι ένας καλός διαλύτης
Τόσο η αιθανόλη όσο και η ισοπροπανόλη αναμιγνύονται καλά (είναι αναμίξιμα με) νερό, αλλά έχουν χαμηλότερες διηλεκτρικές σταθερές από το νερό, που σημαίνει ότι η ικανότητά τους να προστατεύουν θετικά και αρνητικά φορτία στη λύση και να τα διατηρούν διαχωρισμένα είναι πολύ φτωχότερος Η διηλεκτρική σταθερά για νερό, για παράδειγμα, είναι 78,5, ενώ η σταθερά για αιθανόλη είναι 24,3. Το DNA φορτίζεται αρνητικά, οπότε προσελκύεται σε θετικά ιόντα στο διάλυμα όπως κάλιο ή νάτριο. Η αιθανόλη έχει χαμηλότερη ικανότητα από το νερό να διατηρεί τα θετικά φορτισμένα ιόντα και το DNA σε απόσταση.
Η αιθανόλη αυξάνει τη συγκέντρωση DNA
Η αιθανόλη καθιστά επίσης το DNA λιγότερο διαλυτό για έναν άλλο λόγο. Δεδομένου ότι τα μόρια αιθανόλης μπορούν να σχηματίσουν αλληλεπιδράσεις που ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου με μόρια νερού, μειώνουν τον αριθμό των διαθέσιμων μορίων νερού για την ενυδάτωση του DNA. Μεταξύ αυτού του αποτελέσματος και της κατώτερης διηλεκτρικής σταθεράς, η αιθανόλη προκαλεί βασικά το DNA να συσσωματωθεί με θετικά ιόντα στο διάλυμα, σχηματίζοντας ένα στερεό ή ίζημα στον πυθμένα του σωλήνα. Η καταβύθιση του DNA χρησιμεύει για να το καταστήσει πιο συμπυκνωμένο επειδή άλλοι μολυσματικοί παράγοντες στο διάλυμα δεν καθιζάνουν ταυτόχρονα.
Πρόσθετοι παράγοντες στη διαδικασία
Η έκπλυση με αιθανόλη χρησιμεύει επίσης για την απομάκρυνση μολυντών χαμηλού μοριακού βάρους, όπως άλατα και απορρυπαντικά. Το επιλεγμένο άλας μπορεί να ποικίλει ανάλογα με το εάν είναι απαραίτητο να καθιζάνει το απορρυπαντικό δωδεκυλ θειικού νατρίου (SDS) από ένα προηγούμενο στάδιο. το δωδεκυλο θειικό κάλιο, για παράδειγμα, είναι αδιάλυτο και καθιζάνει, οπότε χρησιμοποιώντας οξικό κάλιο σε αλκαλική λύση μπορεί να αφαιρεθεί το SDS πριν προστεθεί η αιθανόλη / ισοπροπανόλη. Η αιθανόλη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την καθίζηση του RNA για σχεδόν τους ίδιους λόγους, αν και η καθίζηση του RNA συνήθως απαιτεί περισσότερη αιθανόλη.