Analiza DNA obejmuje różnego rodzaju eksperymenty molekularne i procedury biologiczne. DNA jest delikatnym i skomplikowanym surowcem, dlatego jego obsługa i analiza wymaga najlepszej jakości i najczystszego przygotowania chemikaliów. W zależności od analizy w badaniu DNA biorą udział setki substancji chemicznych, od roztworów kwasowych i zasadowych po bufory i barwniki. Zrozumienie, dlaczego niektóre chemikalia są używane, jest kluczem do przeprowadzenia udanych eksperymentów i uzyskania dokładnych, wiarygodnych i powtarzalnych wyników.
Etylenodiaminotetraoctan do oczyszczania DNA
Do pracy naukowej oczyszczane są trzy rodzaje DNA: DNA z genomu (DNA genomowe), całe DNA z komórki (DNA całkowite) lub z plazmidów, które potrafią się rozmnażać. Całkowite oczyszczanie DNA komórki wykorzystuje substancje chemiczne, które umożliwiają zniszczenie wielu błon komórkowych podczas lizy komórki. Chemiczny etylenodiaminotetraoctan (EDTA) jest często używany do usuwania jonów magnezu, które są wymagane do utrzymania sztywność ścian komórkowych, powodując ich osłabienie do tego stopnia, że zapadają się lub rozrywają, uwalniając zawartość komórki i DNA dla analiza. Ponadto EDTA chroni i zachowuje integralność DNA poprzez hamowanie enzymów normalnie obecnych w komórce, które mogą fragmentować DNA i czynić go bezużytecznym.
Chlorek magnezu do amplifikacji DNA
Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR) to zaawansowana metoda analityczna stosowana do amplifikacji kilku tysięcy kopii cząsteczki DNA, jednak obarczona jest problemami technicznymi i nieścisłościami. Dlatego wielu naukowców rutynowo przeprowadza kilka różnych zestawów PCR, aby znaleźć najbardziej optymalny stan i parametry dla konkretnego interesującego genu. Jedną z substancji chemicznych stosowanych do przeprowadzenia takiej optymalizacji jest magnez, który stabilizuje enzym polimerazy DNA stosowany w reakcji PCR i działa jako niezbędny kofaktor aktywności enzymu. Do reakcji PCR stosuje się magnez w postaci buforu chlorku magnezu.
Bromek etydyny do barwienia DNA
Bromek etydyny to barwnik, który wiąże się z DNA, wślizgując się między nukleotydy tworzące podwójną helisę DNA w procesie znanym jako interkalacja. Barwnik ten można następnie oświetlić lampą ultrafioletową, aby można było uwidocznić DNA, z którym bromek etydyny został związany. Jednak, aby bromek etydyny był prawidłowo widoczny, wymagany jest co najmniej 1 nanogram DNA, dlatego jest to jeden ze sposobów wykrywania DNA amplifikowanego metodą PCR. Chociaż jest tania i szeroko stosowana, jest również mutagenną substancją chemiczną, o której wiadomo, że powoduje raka, więc jej stosowanie w laboratoriach jest ściśle regulowane i wielu naukowców przechodzi na stosowanie mniej toksycznych alternatyw.