Bagaimana Sampel DNA Dikumpulkan dan Disiapkan untuk Studi

Sebelum mereka dapat mengurutkan DNA atau mengubahnya melalui rekayasa genetika, para ilmuwan harus terlebih dahulu mengisolasinya. Ini mungkin tampak seperti tugas yang sulit, karena sel mengandung berbagai macam senyawa lain seperti protein, lemak, gula dan molekul kecil. Untungnya, ahli biologi dapat menggunakan sifat kimia DNA untuk memisahkan DNA dari kontaminan ini dan mempersiapkannya untuk studi lebih lanjut. Proses ini disebut ekstraksi DNA.

Ada banyak teknik berbeda yang digunakan untuk ekstraksi DNA. Yang digunakan oleh laboratorium individu tergantung pada jenis eksperimen yang akan dilakukan dan seberapa murni DNA yang dibutuhkan. Para ilmuwan umumnya mulai dengan sampel yang mengandung sel -- jaringan atau sampel darah, misalnya -- dan memecahkan sel, atau melisiskannya. Ada berbagai cara Anda dapat melisiskan sel. Menambahkan deterjen akan menyebabkannya terlepas, karena akan menyebabkannya terkena gelombang suara berfrekuensi tinggi. Sebagai alternatif, mencampur sampel dengan manik-manik kaca dan menggetarkannya dengan cepat akan memecah sel secara fisik dan melepaskan isinya.

Jika kemurnian tinggi tidak diperlukan, para ilmuwan dapat menambahkan enzim yang disebut proteinase K untuk memecah sebagian besar protein dalam sampel kemudian menggunakannya apa adanya. Namun, teknik ini sangat kotor, karena sebagian besar kontaminan masih ada, jadi hanya cocok jika kecepatan adalah prioritas dan kemurnian tidak menjadi masalah. Pendekatan cepat dan kotor lainnya adalah menghilangkan protein dengan meningkatkan konsentrasi garam dengan menambahkan garam seperti amonium atau kalium asetat untuk memaksa protein mengendap. Teknik ini juga cukup kotor karena masih banyak kontaminan lain.

Pendekatan lain adalah dengan melisiskan sel dengan deterjen kemudian mencampur larutan dengan isoamil alkohol, kloroform dan fenol. Larutan kemudian terpisah menjadi dua lapisan. Protein berakhir di lapisan organik atas, sementara DNA tetap berada di lapisan air bawah. Teknik ini membutuhkan kontrol konsentrasi garam dan pH yang cermat untuk hasil yang baik. Ini memakan waktu, dan baik fenol maupun kloroform adalah bahan kimia yang sangat beracun. Akibatnya, sementara ekstraksi fenol-kloroform dulunya rutin, teknik lain menjadi lebih populer dalam beberapa tahun terakhir.

Kromatografi pertukaran anion menawarkan kemurnian yang lebih tinggi dan hasil yang lebih konsisten daripada ekstraksi fenol-kloroform. Sebuah tabung atau kolom dikemas dengan partikel kecil yang memiliki situs bermuatan positif di mana molekul atau anion bermuatan negatif dapat mengikat. DNA mengikat situs pertukaran anion ini sementara kontaminan lain seperti protein dan RNA dicuci dari kolom. Kemudian, larutan kaya garam digunakan untuk menarik DNA dari kolom.

Teknik tercepat dan mungkin paling dapat diandalkan untuk memurnikan DNA adalah penggunaan kit yang diproduksi secara khusus. Kit ini berisi membran silika gel dalam tabung. DNA menempel pada membran sementara kontaminan lainnya hanyut menggunakan serangkaian larutan garam yang disiapkan khusus yang disertakan dengan kit. Akhirnya, DNA dicuci dari kolom dengan larutan rendah garam. Kit ini cepat, mudah digunakan dan menawarkan hasil yang dapat direproduksi.

Setelah DNA diisolasi dan disuspensikan kembali dalam larutan buffer yang dikontrol pH, langkah terakhir adalah menguji kemurniannya. Cara mudah dan nyaman untuk melakukannya adalah dengan memeriksa seberapa banyak sinar ultraviolet yang diserapnya pada panjang gelombang 260 dan 280 nanometer. Penyerapan pada 260 nanometer dibagi dengan penyerapan pada 280 nanometer harus sama dengan 1,8 jika DNA murni. Mengukur absorbansi pada 260 nanometer juga memungkinkan Anda menentukan konsentrasi DNA.