Analiza ADN implică diferite tipuri de experimente moleculare și proceduri biologice. ADN-ul este o materie primă fragilă și complicată, astfel încât manipularea și analiza acestuia necesită cea mai bună calitate și cea mai pură preparare a substanțelor chimice. În funcție de analiză, sute de substanțe chimice, de la soluții acide și bazice la tampoane și coloranți, sunt implicate în studiul ADN-ului. Înțelegerea de ce sunt utilizate unele substanțe chimice este esențială pentru efectuarea experimentelor de succes și obținerea de rezultate exacte, fiabile și reproductibile.
Etilendiaminetetraacetat pentru purificarea ADN-ului
Trei tipuri de ADN sunt purificate pentru lucrări științifice: ADN din genom (ADN genomic), întreg ADN din celulă (ADN total) sau din plasmide, care se pot înmulți de sine. Purificarea totală a ADN-ului celular folosește substanțe chimice care permit distrugerea numeroaselor membrane ale celulei în timpul lizei celulare. Etilendiaminetetraacetatul chimic (EDTA) este adesea folosit pentru a elimina ionii de magneziu, care sunt necesari pentru menținerea rigiditatea pereților celulari, determinând slăbirea acestora până la prăbușirea sau ruperea, eliberând conținutul celulei și ADN pentru analiză. În plus, EDTA protejează și păstrează integritatea ADN-ului prin inhibarea enzimelor prezente în mod normal în celulă, care pot fragmenta ADN-ul și îl pot face inutilizabil.
Clorură de magneis pentru amplificarea ADN-ului
Reacția în lanț a polimerazei (PCR) este o metodă de analiză sofisticată utilizată pentru a amplifica câteva mii de copii ale unei molecule de ADN, cu toate acestea, este plină de probleme tehnice și inexactități. Prin urmare, mulți oameni de știință efectuează în mod obișnuit mai multe seturi diferite de PCR pentru a găsi starea și parametrii cei mai optimi pentru o anumită genă de interes. O substanță chimică utilizată pentru a realiza o astfel de optimizare este magneziul, care stabilizează enzima ADN polimerază utilizată în PCR și acționează ca un co-factor esențial pentru activitatea enzimei. Pentru PCR, magneziul este utilizat sub formă de tampon de clorură de magneziu.
Bromură de etidiu pentru colorarea ADN
Bromura de etidiu este un colorant care se leagă de ADN prin strecurarea între nucleotidele care alcătuiesc o dublă spirală ADN într-un proces cunoscut sub numele de intercalație. Acest colorant poate fi apoi iluminat cu o lampă ultravioletă, astfel încât ADN-ul la care a fost legată bromura de etidiu să poată fi vizualizat. Cu toate acestea, este necesară cel puțin 1 nanogramă de ADN pentru ca bromura de etidiu să fie văzută corect, prin urmare, este o modalitate de detectare a ADN-ului amplificat cu PCR. Deși este ieftin și utilizat pe scară largă, este, de asemenea, o substanță chimică mutagenă cunoscută pentru a provoca cancer, astfel încât utilizarea sa în laboratoare este foarte reglementată și mulți oameni de știință se îndreaptă spre utilizarea unor alternative mai puțin toxice.