Naukowcy mogą rozbić lub zsekwencjonować DNA na składowe nukleotydy, które mogą na przykład powiedzieć osobie, czy ma chorobę genetyczną. Popularne metody ekstrakcji DNA obejmują użycie izopropanolu lub etanolu w jednym etapie procesu. Jednak komórki zawierają wiele innych molekuł, takich jak białka i lipidy, a naukowcy naturalnie chcą uzyskać jak najczystszy roztwór DNA.
Metody ekstrakcji DNA zazwyczaj obejmują kilka etapów: komórki muszą zostać rozbite, lipidy błonowe należy usunąć, a DNA oddzielić od białek, RNA i innych zanieczyszczenia. Dwa typowe protokoły to liza alkaliczna do ekstrakcji DNA plazmidu bakteryjnego i ekstrakcja fenolowo-chloroformowa. W obu metodach strącanie kwasów nukleinowych etanolem lub izopropanolem jest jednym z końcowych etapów. Gdy DNA lub RNA zostanie wytrącone (wypadło z roztworu), można je ponownie zawiesić w wodzie.
Etanol jest dobrym rozpuszczalnikiem
Zarówno etanol jak i izopropanol dobrze mieszają się (mieszają się z) wodą, ale mają niższe stałe dielektryczne niż woda, co oznacza, że ich zdolność do ekranowania dodatnich i ujemnych ładunków w roztworze i utrzymywania ich w segregacji jest duża biedniejsze. Na przykład stała dielektryczna dla wody wynosi 78,5, a dla etanolu 24,3. DNA jest naładowane ujemnie, więc jest przyciągane przez jony dodatnie w roztworze, takie jak potas czy sód. Etanol ma słabszą niż woda zdolność oddzielania dodatnio naładowanych jonów i DNA.
Etanol zwiększa stężenie DNA
Etanol sprawia również, że DNA jest mniej rozpuszczalne z innego powodu. Ponieważ cząsteczki etanolu mogą tworzyć interakcje zwane wiązaniami wodorowymi z cząsteczkami wody, zmniejszają liczbę cząsteczek wody dostępnych do uwodnienia DNA. Pomiędzy tym efektem a niższą stałą dielektryczną etanol zasadniczo powoduje agregację DNA z jonami dodatnimi w roztworze, tworząc ciało stałe lub osad na dnie probówki. Wytrącanie DNA służy zwiększeniu jego koncentracji, ponieważ inne zanieczyszczenia w roztworze nie wytrącają się w tym samym czasie.
Dodatkowe czynniki w procesie
Płukanie etanolem służy również do usuwania zanieczyszczeń o niskiej masie cząsteczkowej, takich jak sole i detergenty. Wybrana sól może się różnić w zależności od tego, czy konieczne jest wytrącenie detergentu dodecylosiarczanu sodu (SDS) z wcześniejszego etapu; Na przykład dodecylosiarczan potasu jest nierozpuszczalny i wytrąca się, więc użycie octanu potasu w lizie alkalicznej może usunąć SDS przed dodaniem etanolu/izopropanolu. Etanol może być również używany do wytrącania RNA z tych samych powodów, chociaż wytrącanie RNA zazwyczaj wymaga większej ilości etanolu.