ADN - acidul dezoxiribonucleic - este o moleculă din nucleul unei celule care conține informații genetice. Extragerea ADN-ului implică o serie de pași pentru a sparge ușor celula, a rupe membrana nucleară, a separa ADN-ul de proteine și apoi a-l determina să precipite dintr-o soluție. Acest lucru se realizează folosind diferite substanțe chimice, bazate pe structura membranelor, ADN-ului și electronegativității acestuia. Clorura de sodiu sau alți compuși care conțin sodiu sunt folosite pentru a stabiliza ADN-ul după ce a fost eliminat de proteinele sale și ajută la precipitare.
Structura ADN-ului
Structura de bază a ADN-ului este două fire lungi de nucleotide strânse împreună cu coloanele vertebrale de zahăr-fosfat care le înconjoară. ADN-ul este aranjat în continuare prin răsucire și înfășurare pe sine, cu diverse proteine asociate pentru a menține firele organizate și neîncurcate. În starea sa nativă, porțiunea de ADN cea mai strâns expusă mediului este coloana vertebrală zahăr-fosfat. În celulă, acel mediu este în primul rând apă; în care ADN-ul este solubil. Este solubil în apă datorită polarității sale generale.
Polaritatea ADN-ului
„Polaritate” este un termen chimic care descrie molecule care conțin o distribuție inegală a sarcinilor electrice. Potrivit lui Paul Zumbo de la Cornell Medical College, toți acizii nucleici sunt polari. În cazul ADN-ului, grupările de fosfați foarte polari de pe coloana vertebrală poartă sarcini negative. Această proprietate explică solubilitatea în apă, deoarece și apa este polară. Sarcinile pozitive ale apei interacționează cu sarcinile negative ale ADN-ului și fac o soluție. Pentru a recupera ADN-ul pentru testare sau vizualizare ulterioară, ADN-ul trebuie precipitat dintr-o soluție cu apă. Deoarece apa are o sarcină pozitivă relativ slabă, acest lucru se realizează prin furnizarea unui ion mai puternic încărcat pozitiv în soluție. Sodiul este candidatul perfect pentru aceasta.
Precipitarea ADN-ului folosind sodiu și alcool
Odată ce ADN-ul a fost îndepărtat din nucleul unei celule și lăsat să se amestece cu apă, introducerea ionilor de sodiu creează o atracție temporară între sodiu și coloana vertebrală. ADN-ul este neutralizat temporar și apoi ușor de disociat de apă. În această etapă, introducerea unui alcool obligă ionii ADN și sodiu să devină și mai strâns legați, deoarece alcoolul este foarte nepolar. Se poate folosi etanol sau alcool izopropilic. Odată ce ADN-ul este disociat de apă și strâns legat de sodiu, acesta va precipita din soluție unde poate fi concentrat pentru purificare sau vizualizat prin bobinarea ușoară în jurul unui pahar neted tijă.
Alți pași în extracția ADN-ului
Descompunerea membranei plasmatice și a membranei nucleare pentru a accesa ADN-ul din celule se realizează de obicei prin introducerea unui detergent de un fel pentru a sparge moleculele lipidice. Un detergent obișnuit utilizat în laboratoare este SDS sau sulfatul de sodiu dodecil; dar pentru extracții simple, se poate folosi chiar și săpun de vase. Dacă celulele sunt derivate din material vegetal, enzimele sunt de asemenea adăugate pentru a digera peretele celular.