Mengapa Sodium Digunakan dalam Ekstraksi DNA?

DNA – asam deoksiribonukleat – adalah molekul di dalam inti sel yang berisi informasi genetik. Ekstraksi DNA melibatkan serangkaian langkah untuk membuka sel secara perlahan, membuka membran inti, memisahkan DNA dari protein dan kemudian menyebabkannya mengendap dari larutan. Hal ini dicapai dengan menggunakan berbagai bahan kimia, berdasarkan struktur membran, DNA dan elektronegativitasnya. Natrium klorida, atau senyawa lain yang mengandung natrium, digunakan untuk menstabilkan DNA setelah proteinnya dilucuti dan membantu pengendapan.

Struktur dasar DNA adalah dua untaian panjang nukleotida yang dirangkai dengan tulang punggung gula-fosfat yang mengelilinginya. DNA selanjutnya diatur dengan memutar dan melingkari dirinya sendiri, dengan berbagai protein yang terkait untuk menjaga agar untaian tetap teratur dan tidak kusut. Dalam keadaan aslinya, bagian DNA yang paling dekat dengan lingkungan adalah tulang punggung gula-fosfat. Di dalam sel, lingkungan itu terutama adalah air; di mana DNA larut. Ini larut dalam air karena polaritas keseluruhannya.

"Polaritas" adalah istilah kimia yang menggambarkan molekul yang mengandung distribusi muatan listrik yang tidak merata. Menurut Paul Zumbo dari Cornell Medical College, semua asam nukleat bersifat polar. Dalam kasus DNA, gugus fosfat yang sangat polar pada tulang punggung membawa muatan negatif. Properti ini menjelaskan kelarutan dalam air, karena air juga bersifat polar. Muatan positif air berinteraksi dengan muatan negatif DNA dan membuat larutan. Untuk memulihkan DNA untuk pengujian atau visualisasi lebih lanjut, DNA harus diendapkan dari larutan dengan air. Karena air memiliki muatan positif yang relatif lemah, hal ini dicapai dengan memberikan ion bermuatan positif yang lebih kuat dalam larutan. Sodium adalah kandidat yang sempurna untuk ini.

Setelah DNA dikeluarkan dari inti sel dan dibiarkan bercampur dengan air, pengenalan ion natrium menciptakan daya tarik sementara antara natrium dan tulang punggung. DNA sementara dinetralkan dan kemudian dengan mudah dipisahkan dari air. Pada tahap ini pengenalan alkohol memaksa DNA dan ion natrium menjadi terikat lebih erat, karena alkohol sangat nonpolar. Etanol atau isopropil alkohol dapat digunakan. Setelah DNA dipisahkan dari air dan terikat erat dengan natrium, DNA akan mengendap keluar dari larutan di mana ia dapat dikonsentrasikan untuk pemurnian atau divisualisasikan dengan menggulungnya dengan lembut di sekitar kaca yang halus tongkat.

Pemecahan membran plasma dan membran inti untuk mengakses DNA dari sel biasanya dilakukan dengan terlebih dahulu memperkenalkan semacam deterjen untuk memecah molekul lipid. Deterjen yang umum digunakan di laboratorium adalah SDS, atau natrium dodesil sulfat; tetapi untuk ekstraksi sederhana, bahkan sabun cuci piring dapat digunakan. Jika sel berasal dari bahan tumbuhan, biasanya juga ditambahkan enzim untuk mencerna dinding sel.