כימיקלים המשמשים לניתוח DNA

ניתוח ה- DNA כולל סוגים שונים של ניסויים מולקולריים ופרוצדורות ביולוגיות. ה- DNA הוא חומר גלם שביר ומסובך, ולכן הטיפול והניתוח בו דורשים הכנה כימיקלית באיכות הטובה ביותר. בהתאם לניתוח, מאות כימיקלים, החל בתמיסות חומציות ובסיסיות וכלה במאגרים וצבעים, מעורבים בחקר ה- DNA. ההבנה מדוע משתמשים בכימיקלים מסוימים היא המפתח לביצוע ניסויים מוצלחים ולהשגת תוצאות מדויקות, אמינות ושחזור.

שלושה סוגים של דנ"א מטוהרים לעבודה מדעית: דנ"א מהגנום (דנ"א גנומי), כל הדנ"א מהתא (סה"כ דנ"א) או מפלסמידים, שיכולים להכפיל את עצמם. טיהור DNA מלא של תאים משתמש בכימיקלים המאפשרים הרס של הממברנות הרבות של התא במהלך תמוגה בתאים. הכימי אתילינדיאמינטטרא-אצטט (EDTA) משמש לעיתים קרובות להוצאת יונים מגנזיום הנדרשים לשמירה על קשיחות דפנות התא, מה שגורם להיחלשותם עד כדי התמוטטותם או להיקרעם, מה שמשחרר את תכולת התא וה- DNA עבורו אָנָלִיזָה. בנוסף, EDTA מגן ושומר על שלמות ה- DNA על ידי עיכוב אנזימים הנמצאים בדרך כלל בתא, אשר יכולים לשבור את ה- DNA ולהפוך אותו לבלתי שמיש.

תגובת שרשרת הפולימראז (PCR) היא שיטת ניתוח מתוחכמת המשמשת להגברת כמה אלפי עותקים של מולקולת DNA, אולם היא רצופת בעיות טכניות ואי דיוקים. מדענים רבים, אם כן, מבצעים באופן שגרתי מספר קבוצות שונות של PCR כדי למצוא את המצב והפרמטרים האופטימליים ביותר לגן מסוים שמעניין. כימיקל אחד המשמש לביצוע אופטימיזציה כזו הוא מגנזיום, המייצב את אנזים ה- DNA פולימראז המשמש ב- PCR ומשמש כגורם משותף חיוני לפעילות האנזים. עבור PCR, מגנזיום משמש בצורה של חיץ מגנזיום כלוריד.

אתידיום ברומיד הוא צבע הנקשר ל- DNA על ידי החלקה בין הנוקלאוטידים המרכיבים סליל כפול של DNA בתהליך המכונה אינטראקלאציה. לאחר מכן ניתן להאיר צבע זה במנורה אולטרה סגולה, כך שניתן יהיה לדמיין את ה- DNA אליו נקשר האתידיום ברומיד. עם זאת, ננומטר אחד לפחות של DNA נדרש כדי לראות את האתידיום ברומיד כראוי, לכן זוהי דרך אחת לאיתור DNA מוגבר ב- PCR. למרות שהוא זול ונמצא בשימוש נרחב, זהו גם כימיקל מוטגני הידוע כגורם לסרטן, ולכן השימוש בו במעבדות מווסת מאוד ומדענים רבים עוברים להשתמש בחלופות פחות רעילות.