Mielőtt géntechnológiával szekvenálhatnák vagy módosíthatnák a DNS-t, a tudósoknak először izolálniuk kell. Ez nehéz feladatnak tűnhet, mivel a sejtek sokféle más vegyületet tartalmaznak, például fehérjéket, zsírokat, cukrokat és kis molekulákat. Szerencsére a biológusok felhasználhatják a DNS kémiai tulajdonságait, hogy elválasszák a DNS-t ezektől a szennyeződéstől, és felkészítsék a további vizsgálatokra. Ezt a folyamatot DNS-extrakciónak nevezik.
Sejtlízis
Számos különböző technikát alkalmaznak a DNS kivonására. Az, amit egy laboratórium használ, az elvégzendő kísérlet típusától és a DNS tisztaságának függvénye. A tudósok általában sejteket tartalmazó mintával indulnak - például szövet- vagy vérmintával - és a sejteket kinyitják, vagy lizálják. Számos módja van a sejtek lizálására. Mosószer hozzáadásával szétesnek, és nagyfrekvenciás hanghullámoknak lesznek kitéve. Alternatív megoldásként a minta üveggyöngyökkel való összekeverése és gyors rázása fizikailag szétválasztja a sejteket és felszabadítja azok tartalmát.
Gyors és piszkos megközelítések
Ha nincs szükség nagy tisztaságra, a tudósok hozzáadhatnak egy proteináz K nevű enzimet a mintában lévő fehérjék nagy részének lebontásához, majd a jelenlegi állapotában felhasználhatják. Ez a technika azonban nagyon piszkos, mivel a legtöbb szennyezőanyag még mindig jelen van, ezért csak akkor alkalmas, ha a sebesség a prioritás, és a tisztaság nem kérdés. Egy másik gyors és piszkos megközelítés a fehérjék eltávolítása a sókoncentráció növelésével olyan sók hozzáadásával, mint ammónium vagy kálium-acetát a fehérjék kicsapására kényszerítve. Ez a technika is meglehetősen piszkos, mivel még sok más szennyező anyag van jelen.
Fenol-kloroform extrakció
Egy másik megközelítés szerint a sejteket lizáljuk detergenssel, majd az oldatot összekeverjük izoam-alkohollal, kloroformmal és fenollal. Ezután az oldat két rétegre válik szét. A fehérjék a felső szerves rétegbe kerülnek, míg a DNS az alsó vizes rétegben marad. Ehhez a technikához a sókoncentráció és a pH gondos ellenőrzése szükséges a jó eredmények érdekében. Időigényes, és a fenol és a kloroform egyaránt nagyon mérgező vegyi anyagok. Következésképpen, míg a fenol-kloroformos extrakciók valamikor rutinszerűek voltak, az elmúlt években más módszerek egyre népszerűbbek.
Anioncserélő kromatográfia
Az anioncserélő kromatográfia nagyobb tisztaságot és következetesebb eredményeket kínál, mint a fenol-kloroform extrakció. A csövet vagy oszlopot olyan kis részecskék töltik meg, amelyek pozitív töltésű helyeken vannak, ahol egy negatív töltésű molekula vagy anion meg tud kötődni. A DNS ezekhez az anioncserélő helyekhez kötődik, míg más szennyeződéseket, például fehérjéket és RNS-t lemosnak az oszlopról. Később sóban gazdag oldatot használnak a DNS lehúzására az oszlopról.
Készletek
A DNS tisztításának leggyorsabb és talán legmegbízhatóbb technikája egy speciálisan gyártott készlet használata. Ezek a készletek szilikagél membránokat tartalmaznak egy csőben. A DNS a membránhoz tapad, míg a szennyeződéseket a készlethez mellékelt, speciálisan elkészített sóoldatok sorozatával mossuk le. Végül a DNS-t alacsony sótartalmú oldattal mossuk le az oszlopról. Ezek a készletek gyorsak, könnyen használhatóak és reprodukálható eredményeket kínálnak.
Abszorbancia
Miután a DNS-t elkülönítettük és pH-szabályozott pufferoldatban újraszuszpendáltuk, az utolsó lépés annak tisztaságának tesztelése. Ennek egyszerű és kényelmes módja annak ellenőrzése, hogy mennyi ultraibolya fényt szív fel a 260 és 280 nanométeres hullámhosszakon. Az abszorpció 260 nanométeren elosztva a 280 nanométeres abszorpcióval 1,8-nak kell lennie, ha a DNS tiszta. Az abszorbancia 260 nanométeres mérése lehetővé teszi a DNS koncentrációjának meghatározását is.