DNA - ácido desoxirribonucléico - é uma molécula dentro do núcleo de uma célula que contém informações genéticas. A extração de DNA envolve uma série de etapas para romper suavemente a célula, romper a membrana nuclear, separar o DNA das proteínas e, então, fazer com que ele precipite de uma solução. Isso é feito usando vários produtos químicos, com base na estrutura das membranas, DNA e sua eletronegatividade. Cloreto de sódio, ou outros compostos contendo sódio, são usados para estabilizar o DNA após sua remoção de suas proteínas e auxiliar na precipitação.
A Estrutura do DNA
A estrutura básica do DNA são duas longas fitas de nucleotídeos unidas por estruturas de açúcar-fosfato que os cercam. O DNA é ainda organizado por torção e enrolamento sobre si mesmo, com várias proteínas associadas para manter os fios organizados e desembaraçados. Em seu estado nativo, a porção do DNA mais exposta ao meio ambiente é a espinha dorsal do açúcar-fosfato. Dentro da célula, esse ambiente é principalmente água; em que o DNA é solúvel. É solúvel em água devido à sua polaridade geral.
Polaridade DNA
"Polaridade" é um termo químico que descreve moléculas que contêm uma distribuição desigual de cargas elétricas. De acordo com Paul Zumbo, do Cornell Medical College, todos os ácidos nucléicos são polares. No caso do DNA, os grupos fosfato altamente polares na estrutura principal carregam cargas negativas. Esta propriedade é responsável pela solubilidade na água, pois a água também é polar. As cargas positivas da água interagem com as cargas negativas do DNA e criam uma solução. Para recuperar o DNA para posterior teste ou visualização, o DNA deve ser precipitado de uma solução com água. Como a água tem uma carga positiva relativamente fraca, isso é realizado fornecendo um íon carregado positivamente mais forte na solução. O sódio é o candidato perfeito para isso.
Precipitação de DNA usando sódio e álcool
Uma vez que o DNA foi removido do núcleo de uma célula e misturado com água, a introdução de íons de sódio cria uma atração temporária entre o sódio e a espinha dorsal. O DNA é temporariamente neutralizado e então facilmente desassociado da água. Nesse estágio, a introdução de um álcool força o DNA e os íons de sódio a se tornarem ainda mais fortemente ligados, uma vez que o álcool é muito apolar. Pode-se usar etanol ou álcool isopropílico. Uma vez que o DNA é dissociado da água e fortemente ligado ao sódio, ele se precipita da solução onde pode ser concentrado para purificação ou visualizado enrolando-o suavemente em torno de um vidro liso Cajado.
Outras etapas na extração de DNA
A quebra da membrana plasmática e da membrana nuclear para acessar o DNA das células geralmente é realizada pela introdução de um detergente de algum tipo para quebrar as moléculas de lipídios. Um detergente comum usado em laboratórios é o SDS, ou dodecil sulfato de sódio; mas para extrações simples, até sabão de louça pode ser usado. Se as células são derivadas de material vegetal, normalmente também são adicionadas enzimas para digerir a parede celular.