डीएनए का एक नमूना कैसे एकत्र किया जाता है और अध्ययन के लिए तैयार किया जाता है

इससे पहले कि वे डीएनए को अनुक्रमित कर सकें या आनुवंशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से इसे बदल सकें, वैज्ञानिकों को पहले इसे अलग करना होगा। यह एक मुश्किल काम की तरह लग सकता है, क्योंकि कोशिकाओं में प्रोटीन, वसा, शर्करा और छोटे अणुओं जैसे अन्य यौगिकों की एक विस्तृत विविधता होती है। सौभाग्य से, जीवविज्ञानी इन दूषित पदार्थों से डीएनए को अलग करने और आगे के अध्ययन के लिए तैयार करने के लिए डीएनए के रासायनिक गुणों का उपयोग कर सकते हैं। इस प्रक्रिया को डीएनए निष्कर्षण कहा जाता है।

डीएनए निष्कर्षण के लिए नियोजित कई अलग-अलग तकनीकें हैं। एक व्यक्तिगत प्रयोगशाला द्वारा उपयोग किया जाने वाला प्रयोग इस बात पर निर्भर करता है कि किस प्रकार का प्रयोग किया जाना है और डीएनए को कितना शुद्ध होना चाहिए। वैज्ञानिक आमतौर पर कोशिकाओं से युक्त एक नमूने से शुरू करते हैं - उदाहरण के लिए एक ऊतक या रक्त का नमूना - और कोशिकाओं को तोड़ते हैं, या उन्हें नष्ट करते हैं। ऐसे कई तरीके हैं जिनसे आप कोशिकाओं को लाइसे कर सकते हैं। डिटर्जेंट जोड़ने से वे अलग हो जाएंगे, क्योंकि वे उच्च-आवृत्ति ध्वनि तरंगों के अधीन होंगे। वैकल्पिक रूप से, कांच के मोतियों के साथ नमूने को मिलाकर इसे तेजी से कंपन करने से कोशिकाओं को शारीरिक रूप से अलग कर दिया जाएगा और उनकी सामग्री को छोड़ दिया जाएगा।

यदि उच्च शुद्धता की आवश्यकता नहीं है, तो वैज्ञानिक नमूने में अधिकांश प्रोटीन को तोड़ने के लिए प्रोटीनएज़ के नामक एक एंजाइम जोड़ सकते हैं, फिर इसका उपयोग इस तरह कर सकते हैं। हालाँकि, यह तकनीक बहुत गंदी है, क्योंकि अधिकांश संदूषक अभी भी मौजूद हैं, इसलिए यह केवल तभी उपयुक्त है जब गति प्राथमिकता हो और शुद्धता कोई समस्या न हो। एक और त्वरित और गंदा तरीका यह है कि प्रोटीन को अवक्षेपित करने के लिए अमोनियम या पोटेशियम एसीटेट जैसे लवणों को मिलाकर नमक की सघनता को बढ़ाकर प्रोटीन को हटा दिया जाए। यह तकनीक भी काफी गंदी है क्योंकि कई अन्य संदूषक अभी भी मौजूद हैं।

एक अन्य तरीका यह है कि डिटर्जेंट के साथ कोशिकाओं को लाइस करें और फिर आइसोमाइल अल्कोहल, क्लोरोफॉर्म और फिनोल के साथ घोल मिलाएं। समाधान फिर दो परतों में अलग हो जाता है। प्रोटीन ऊपरी कार्बनिक परत में समाप्त हो जाते हैं, जबकि डीएनए निचली जलीय परत में रहता है। इस तकनीक में अच्छे परिणामों के लिए नमक की सघनता और पीएच के सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। यह समय लेने वाला है, और फिनोल और क्लोरोफॉर्म दोनों अत्यधिक जहरीले रसायन हैं। नतीजतन, जबकि फिनोल-क्लोरोफॉर्म निष्कर्षण एक बार नियमित थे, हाल के वर्षों में अन्य तकनीकें अधिक लोकप्रिय हो गई हैं।

आयन-विनिमय क्रोमैटोग्राफी फिनोल-क्लोरोफॉर्म निष्कर्षण की तुलना में उच्च शुद्धता और अधिक सुसंगत परिणाम प्रदान करता है। एक ट्यूब या स्तंभ छोटे कणों से भरा होता है, जिन पर धनात्मक रूप से आवेशित स्थल होते हैं जहाँ एक ऋणात्मक आवेशित अणु या आयन बाँध सकते हैं। डीएनए इन आयनों-विनिमय स्थलों से जुड़ जाता है जबकि अन्य संदूषक जैसे प्रोटीन और आरएनए स्तंभ से धुल जाते हैं। बाद में, स्तंभ से डीएनए को खींचने के लिए नमक युक्त घोल का उपयोग किया जाता है।

डीएनए को शुद्ध करने के लिए सबसे तेज़ और शायद सबसे विश्वसनीय तकनीक विशेष रूप से निर्मित किट का उपयोग है। इन किटों में एक ट्यूब में सिलिका जेल झिल्ली होती है। डीएनए झिल्ली से चिपक जाता है जबकि अन्य संदूषक किट के साथ आने वाले विशेष रूप से तैयार नमक समाधानों की एक श्रृंखला का उपयोग करके धोए जाते हैं। अंत में, डीएनए को कम नमक के घोल से कॉलम से धोया जाता है। ये किट तेज़, उपयोग में आसान और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्रदान करती हैं।

एक बार जब डीएनए को पीएच-नियंत्रित बफर समाधान में अलग कर दिया जाता है और फिर से निलंबित कर दिया जाता है, तो अंतिम चरण इसकी शुद्धता का परीक्षण करना होता है। ऐसा करने का एक आसान और सुविधाजनक तरीका यह जांचना है कि यह 260 और 280 नैनोमीटर तरंग दैर्ध्य पर कितना पराबैंगनी प्रकाश अवशोषित करता है। डीएनए शुद्ध होने पर 260 नैनोमीटर पर अवशोषण को 280 नैनोमीटर पर अवशोषण से विभाजित करके 1.8 के बराबर होना चाहिए। 260 नैनोमीटर पर अवशोषण को मापने से भी आप डीएनए की सांद्रता निर्धारित कर सकते हैं।