DNA - desoksüribonukleiinhape - on raku tuumas olev molekul, mis sisaldab geneetilist teavet. DNA ekstraheerimine hõlmab rida samme, et rakk õrnalt lahti murda, tuumamembraan lahti murda, DNA valkudest eraldada ja seejärel lahusest välja sadestada. Selle saavutamiseks kasutatakse erinevaid kemikaale, mis põhinevad membraanide struktuuril, DNA-l ja selle elektronegatiivsusel. Naatriumkloriidi või muid naatriumi sisaldavaid ühendeid kasutatakse DNA stabiliseerimiseks pärast selle valkude eemaldamist ja sadestumist.
DNA struktuur
DNA põhistruktuur on kaks nukleotiidi pikka ahelat, mis on kokku keeratud neid ümbritsevate suhkru-fosfaadi selgroogudega. DNA on järjestatud enda külge keerates ja kokku keerates koos erinevate valkudega, mis hoiavad ahelad korrastatud ja lahti harutatud. Natiivses olekus on keskkonnale kõige rohkem avatud DNA osa suhkru-fosfaadi selgroog. Rakus on see keskkond peamiselt vesi; milles DNA lahustub. See lahustub vees üldise polaarsuse tõttu.
DNA polaarsus
"Polaarsus" on keemiatermin, mis kirjeldab molekule, mis sisaldavad elektrilaengute ebaühtlast jaotust. Cornelli meditsiinikolledži Paul Zumbo sõnul on kõik nukleiinhapped polaarsed. DNA puhul kannavad selgroo ülipolaarsed fosfaatrühmad negatiivseid laenguid. See omadus on vees lahustuv, kuna vesi on ka polaarne. Vee positiivsed laengud mõjutavad DNA negatiivseid laenguid ja moodustavad lahuse. DNA taastamiseks edasiseks testimiseks või visualiseerimiseks tuleb DNA sadestada veega lahusest. Kuna vee positiivne laeng on suhteliselt nõrk, saavutatakse see lahuses tugevama positiivselt laetud iooni pakkumisega. Naatrium on selleks ideaalne kandidaat.
DNA sadestumine naatriumi ja alkoholi abil
Kui DNA on raku tuumast eemaldatud ja lastud veega seguneda, tekitab naatriumioonide sisseviimine naatriumi ja selgroo vahel ajutise tõmbe. DNA neutraliseeritakse ajutiselt ja eraldatakse seejärel veest kergesti. Selles etapis sunnib alkoholi sisseviimine DNA ja naatriumioone veelgi tihedamalt siduma, kuna alkohol on väga mittepolaarne. Kasutada võib etanooli või isopropüülalkoholi. Kui DNA on veest lahti ühendatud ja tihedalt naatriumiga seotud, sadeneb see lahusest välja kus seda saab kontsentreerida puhastamiseks või visualiseerida, keerates seda ettevaatlikult sileda klaasi ümber varras.
DNA ekstraheerimise muud etapid
Plasma membraani ja tuumamembraani lagundamine rakkudest DNA saamiseks toimub tavaliselt lipiidimolekulide lõhustamiseks kõigepealt mingi pesuvahendi sisseviimisega. Laborites kasutatav tavaline detergent on SDS ehk naatriumdodetsüülsulfaat; kuid lihtsate väljavõtete tegemiseks võib kasutada isegi nõudepesuseepi. Kui rakud on saadud taimsest materjalist, lisatakse rakuseina seedimiseks tavaliselt ka ensüüme.