A DNS - dezoxiribonukleinsav - egy sejt sejtmagjában lévő molekula, amely genetikai információkat tartalmaz. A DNS kivonása több lépésből áll, hogy finoman kinyitja a sejtet, feltörje a sejtmembránt, elválasztja a DNS-t a fehérjéktől, majd kicsapja az oldatból. Ezt különféle vegyi anyagok alkalmazásával valósítják meg, a membránok felépítése, a DNS és annak elektronegativitása alapján. Nátrium-kloridot vagy más nátriumtartalmú vegyületeket használnak a DNS stabilizálására, miután a fehérjétől lecsupaszították és elősegítik a kicsapódást.
A DNS felépítése
A DNS alapszerkezete a nukleotidok két hosszú szála, összekötve őket körülvevő cukor-foszfát gerinccel. A DNS tovább rendeződik úgy, hogy felcsavarodik és tekercsel magára, különféle fehérjékkel társítva, hogy a szálakat szervezetten és kibogozatlanul tartsák. Natív állapotában a DNS-nek a környezetnek leginkább kitett része a cukor-foszfát gerinc. A sejten belül ez a környezet elsősorban víz; amelyben a DNS oldódik. Általános polaritása miatt vízben oldódik.
DNS polaritás
A "polaritás" olyan kémiai kifejezés, amely az elektromos töltések egyenetlen eloszlását tartalmazó molekulákat írja le. Paul Zumbo, a Cornell Orvosi Főiskola szerint minden nukleinsav poláros. A DNS esetében a gerincen található erősen poláros foszfátcsoportok negatív töltéseket hordoznak. Ez a tulajdonság a vízben való oldhatóságot fejezi ki, mivel a víz szintén poláris. A víz pozitív töltései kölcsönhatásba lépnek a DNS negatív töltéseivel és oldatot alkotnak. A DNS további teszteléshez vagy vizualizáláshoz történő visszanyeréséhez a DNS-t vízzel kell kicsapni az oldatból. Mivel a víznek viszonylag gyenge a pozitív töltése, ezt úgy érhetjük el, hogy erősebb pozitív töltésű iont adunk az oldatba. A nátrium erre tökéletes jelölt.
A DNS kicsapása nátrium és alkohol felhasználásával
Miután a DNS-t eltávolították a sejt magjából és hagyták vízzel keveredni, a nátrium-ionok bevezetése ideiglenes vonzódást eredményez a nátrium és a gerinc között. A DNS-t ideiglenesen semlegesítik, majd könnyen leválaszthatják a vízről. Ebben a szakaszban az alkohol bevezetése arra kényszeríti a DNS- és a nátrium-ionokat, hogy még szorosabban kötődjenek egymáshoz, mivel az alkohol nagyon nem poláros. Etanol vagy izopropil-alkohol használható. Miután a DNS szétválik a vízről és szorosan kötődik a nátriumhoz, kicsapódik az oldatból ahol tisztításra koncentrálható, vagy egy sima üveg köré varázsolva vizualizálható rúd.
A DNS-extrakció egyéb lépései
A plazmamembrán és a magmembrán lebontása a sejtekből származó DNS elérése érdekében általában úgy történik, hogy először valamilyen detergenst vezetünk be a lipidmolekulák feldarabolására. A laboratóriumokban használt szokásos mosószer az SDS vagy nátrium-dodecil-szulfát; de az egyszerű kivonásokhoz akár mosogatószappan is használható. Ha a sejtek növényi anyagból származnak, általában enzimeket is adnak a sejtfal emésztéséhez.