În mod obișnuit, fiecare moleculă de ADN din interiorul celulelor dvs. conține două catene unite între ele prin interacțiuni numite legături de hidrogen. Cu toate acestea, schimbarea condițiilor poate „denatura” ADN-ul și poate determina separarea acestor fire. Adăugarea de baze puternice, cum ar fi NaOH, mărește dramatic pH-ul, scăzând astfel concentrația de ioni de hidrogen a soluției și denaturând ADN-ul dublu catenar.
Efectele pH-ului
Concentrația ionilor de hidroxid și pH-ul au o corelație directă, ceea ce înseamnă că cu cât este mai mare pH-ul, cu atât este mai mare concentrația de hidroxid. La fel, cu cât scade concentrația ionilor de hidrogen. Atunci, la pH ridicat, soluția este bogată în ioni hidroxid, iar acești ioni încărcați negativ pot scoate ioni de hidrogen din molecule precum perechile de baze din ADN. Acest proces perturbă legătura de hidrogen care ține împreună cele două fire ADN, provocându-le separarea.
ARN vs. ADN
Spre deosebire de ARN, ADN-ului îi lipsește o grupare hidroxil pe poziția 2 'în fiecare grupă de zahăr. Această diferență face ADN-ul mult mai stabil în soluția alcalină. În ARN, gruparea hidroxil în poziția 2 'poate renunța la un ion hidrogen al soluției la pH ridicat, creând un ion alcoxid foarte reactiv care atacă grupul fosfat care deține două nucleotide învecinate împreună. ADN-ul nu suferă de acest defect și se bucură astfel de o stabilitate remarcabilă la pH ridicat.
Liză alcalină
Biologii moleculari folosesc adesea denaturarea alcalină pentru a izola ADN-ul plasmidic de bacterii. Plasmidele sunt mici bucle de ADN separate de cromozomul bacterian. Într-o miniprep de liză alcalină, biologii adaugă detergent și hidroxid de sodiu la bacteriile suspendate în soluție. Detergentul dizolvă membrana celulară bacteriană în timp ce hidroxidul de sodiu mărește pH-ul și face soluția foarte alcalină. Pe măsură ce celulele rupte își eliberează conținutul, ADN-ul din interior se separă în firele componente sau denaturări.
Reannealing
Odată ce biologul extrage ADN-ul din celulă, adaugă un alt reactiv pentru a readuce soluția la un pH mai neutru și pentru a precipita detergentul. Modificarea pH-ului permite reannarea firelor de plasmide; cromozomul voluminos, totuși, nu poate face același lucru, astfel încât biologul îl poate îndepărta împreună cu detergentul, proteinele denaturate și alte gunoaie asortate, lăsând plasmida în urmă. Liza alcalină nu purifică complet ADN-ul plasmidic; mai degrabă, servește ca o modalitate „rapidă și murdară” de a o extrage din celulă și de a elimina majoritatea celorlalți contaminanți.