מה עושה אתנול בהפקת DNA?

מדענים יכולים לפרק, או לרצף, DNA לתוך הנוקלאוטידים המרכיבים אותו שיכולים, למשל, לומר לאדם אם יש לו מחלה גנטית. שיטות נפוצות להפקת DNA כוללות שימוש באיזופרופנול או באתנול בשלב אחד של התהליך. עם זאת, תאים מכילים מולקולות רבות אחרות כמו חלבונים ושומנים, ומדענים באופן טבעי רוצים לקבל פתרון של DNA טהור ככל האפשר.

שיטות להפקת DNA כוללות בדרך כלל מספר שלבים: צריך לפרוץ את התאים, ה- צריך להסיר שומנים בקרום, ולהפריד את ה- DNA מחלבונים, RNA ואחרים מזהמים. שני פרוטוקולים אופייניים הם תמוגה אלקליין להפקת DNA פלסמיד חיידקי ומיצוי פנול-כלורופורם. בשתי השיטות משקעים של אתנול או איזופרופנול של חומצות גרעין הם אחד השלבים האחרונים. לאחר שה- DNA או ה- RNA הושקעו (נפלו מהפתרון), ניתן להשעות אותו מחדש במים.

גם אתנול וגם איזופרופנול מתערבבים היטב עם מים, אך הם בעלי קבועים דיאלקטריים נמוכים יותר ממים. כלומר היכולת שלהם להגן על מטענים חיוביים ושליליים בפתרון ולשמור עליהם מופרדים היא הרבה עניים יותר. הקבוע הדיאלקטרי של מים, למשל, הוא 78.5, ואילו הקבוע של אתנול הוא 24.3. ה- DNA טעון שלילית, ולכן הוא נמשך ליונים חיוביים בתמיסה כמו אשלגן או נתרן. לאתנול יכולת ירודה יותר ממים לשמור על היונים הטעונים החיוביים וה- DNA בנפרד.

אתנול גם הופך את ה- DNA למסיס פחות מסיבה אחרת. מכיוון שמולקולות האתנול יכולות ליצור אינטראקציות הנקראות קשרי מימן עם מולקולות מים, הן מקטינות את מספר מולקולות המים הזמינות להזרמת ה- DNA. בין השפעה זו לקבוע הדיאלקטרי הנמוך, האתנול גורם בעצם לדנ"א להצטבר עם יונים חיוביים בתמיסה, ויוצר מוצק או משקע בתחתית הצינור. ריבוי ה- DNA משמש להפיכתו לריכוז יותר מכיוון שמזהמים אחרים בתמיסה אינם מואשנים בו זמנית.

שטיפת האתנול משמשת גם להסרת מזהמים במשקל מולקולרי נמוך כמו מלחים וחומרי ניקוי. המלח שנבחר עשוי להשתנות תלוי אם יש צורך לזרז את חומר הניקוי של נתרן דודציל סולפט (SDS) משלב קודם; אשלגן דודציל סולפט, למשל, אינו מסיס ויעשה משקעים, כך ששימוש באשלגן אצטט בפירוק אלקליין יכול להסיר את ה- SDS לפני הוספת אתנול / איזופרופנול. ניתן להשתמש באתנול כדי להזרז RNA מאותן סיבות, אם כי משקעים של RNA בדרך כלל ידרוש יותר אתנול.