DNA - kyselina deoxyribonukleová - je molekula v jadre bunky, ktorá obsahuje genetickú informáciu. Extrakcia DNA zahŕňa sériu krokov, ktoré majú za následok jemné rozbitie bunky, rozbitie jadrovej membrány, oddelenie DNA od proteínov a následné zrážanie z roztoku. Toho sa dosahuje pomocou rôznych chemikálií založených na štruktúre membrán, DNA a jej elektronegativite. Chlorid sodný alebo iné zlúčeniny obsahujúce sodík sa používajú na stabilizáciu DNA po tom, čo bola zbavená bielkovín, a napomáha zrážaniu.
Štruktúra DNA
Základnou štruktúrou DNA sú dva dlhé reťazce nukleotidov navlečené spolu s reťazcami cukru a fosfátu, ktoré ich obklopujú. DNA je ďalej usporiadaná skrútením a navinutím na seba, pričom sú spojené rôzne proteíny, ktoré udržujú vlákna usporiadané a nezamotané. V pôvodnom stave je časťou DNA, ktorá je najviac vystavená prostrediu, hlavný reťazec cukor-fosfát. V bunke je týmto prostredím primárne voda; v ktorej je DNA rozpustná. Je rozpustný vo vode kvôli svojej celkovej polarite.
Polarita DNA
„Polarita“ je chemický výraz popisujúci molekuly, ktoré obsahujú nerovnomerné rozloženie elektrických nábojov. Podľa Paula Zumba z Cornell Medical College sú všetky nukleové kyseliny polárne. V prípade DNA nesú vysoko polárne fosfátové skupiny na kostre záporné náboje. Táto vlastnosť predstavuje rozpustnosť vo vode, pretože voda je tiež polárna. Pozitívne náboje vody interagujú s negatívnymi nábojmi DNA a vytvárajú roztok. Aby sa získala DNA na ďalšie testovanie alebo vizualizáciu, musí sa DNA vyzrážať z roztoku s vodou. Pretože voda má relatívne slabý kladný náboj, je to dosiahnuté poskytnutím silnejšie kladne nabitého iónu v roztoku. Sodík je na to ideálnym kandidátom.
Zrážanie DNA pomocou sodíka a alkoholu
Akonáhle je DNA odstránená z jadra bunky a nechá sa zmiešať s vodou, zavedenie sodíkových iónov vytvorí dočasnú príťažlivosť medzi sodíkom a hlavným reťazcom. DNA je dočasne neutralizovaná a potom ľahko disociovaná z vody. V tomto štádiu zavedenie alkoholu núti DNA a sodné ióny k ešte pevnejšej väzbe, pretože alkohol je veľmi nepolárny. Môže sa použiť etanol alebo izopropylalkohol. Akonáhle je DNA disociovaná z vody a pevne viazaná na sodík, vyzráža sa z roztoku kde je možné ho buď zahustiť na čistenie, alebo zviditeľniť jemným navinutím okolo hladkého pohára tyč.
Ďalšie kroky pri extrakcii DNA
Štiepenie plazmatickej membrány a jadrovej membrány na prístup k DNA z buniek sa obvykle uskutočňuje tak, že sa najskôr zavedie nejaký druh detergentu, ktorý rozloží molekuly lipidov. Bežným detergentom používaným v laboratóriách je SDS alebo dodecylsulfát sodný; ale na jednoduché extrakcie sa dá použiť aj mydlo na riad. Ak sú bunky odvodené z rastlinného materiálu, zvyčajne sa tiež pridávajú enzýmy na trávenie bunkovej steny.