DNA - deoksiribonukleinska kislina - je molekula znotraj jedra celice, ki vsebuje genetske informacije. Ekstrakcija DNA vključuje vrsto korakov za nežno odprtje celice, odprtje jedrske membrane, ločitev DNA od beljakovin in nato, da ta izstopi iz raztopine. To dosežemo z uporabo različnih kemikalij, ki temeljijo na strukturi membran, DNA in njeni elektronegativnosti. Natrijev klorid ali druge spojine, ki vsebujejo natrij, se uporabljajo za stabilizacijo DNA, potem ko ji odvzamejo beljakovine in pomagajo pri obarjanju.
Struktura DNK
Osnovna zgradba DNK sta dve dolgi verigi nukleotidov, nanizani skupaj s sladkorno-fosfatnimi hrbtenicami, ki jih obdajajo. DNA je nadalje urejena tako, da se zvije in zvije navzven, z različnimi beljakovinami, ki ohranjajo pramene organizirane in razpletene. V izvornem stanju je tisti del DNK, ki je najbolj izpostavljen okolju, ogrodje sladkorja in fosfata. V celici je to okolje predvsem voda; v katerem je DNA topna. Zaradi splošne polarnosti je topen v vodi.
Polarnost DNA
"Polarnost" je kemijski izraz, ki opisuje molekule, ki vsebujejo neenakomerno porazdelitev električnih nabojev. Po mnenju Paula Zumba z medicinske fakultete Cornell so vse nukleinske kisline polarne. V primeru DNA imajo visoko polarne fosfatne skupine na hrbtenici negativne naboje. Ta lastnost predstavlja topnost v vodi, saj je tudi voda polarna. Pozitivni naboji vode medsebojno vplivajo na negativne naboje DNA in naredijo rešitev. Za ponovno pridobitev DNA za nadaljnje testiranje ali vizualizacijo je treba DNA oboriti iz raztopine z vodo. Ker ima voda razmeroma šibek pozitiven naboj, to dosežemo z zagotavljanjem močnejšega pozitivno nabitega iona v raztopini. Natrij je popoln kandidat za to.
Padavine DNA z uporabo natrija in alkohola
Ko DNA odstranimo iz jedra celice in pustimo, da se zmeša z vodo, uvedba natrijevih ionov ustvari začasno privlačnost med natrijem in hrbtenico. DNA se začasno nevtralizira in nato zlahka loči od vode. Na tej stopnji uvedba alkohola prisili DNA in natrijeve ione, da postanejo še tesneje povezani, saj je alkohol zelo nepolaren. Uporabite lahko etanol ali izopropilni alkohol. Ko se DNK loči od vode in tesno veže na natrij, se obori iz raztopine kjer ga je mogoče koncentrirati za prečiščevanje ali vizualizirati tako, da ga nežno tulite okoli gladkega kozarca palica.
Drugi koraki pri ekstrakciji DNA
Razgradnjo plazemske membrane in jedrske membrane za dostop do DNA iz celic običajno dosežemo tako, da najprej uvedemo nekakšen detergent za razgradnjo molekul lipidov. Pogost detergent, ki se uporablja v laboratorijih, je SDS ali natrijev dodecil sulfat; za enostavne ekstrakcije pa lahko uporabimo celo milo za posodo. Če celice izvirajo iz rastlinskega materiala, se običajno dodajo tudi encimi za prebavo celične stene.