Који су ефекти алкалног пХ на структуру ДНК?

Обично сваки молекул ДНК у ћелијама садржи две нити повезане међусобно интеракцијама званим водоничне везе. Промена услова, међутим, може „денатурирати“ ДНК и довести до раздвајања ових ланаца. Додавање јаких база, попут НаОХ, драматично повећава пХ, смањујући тако концентрацију водоник-јона у раствору и денатурирајући дволанчану ДНК.

Концентрација хидроксидних јона и пХ имају директну корелацију, што значи да је већи пХ, већа је концентрација хидроксида. Исто тако, нижа концентрација водоникових јона пада. Дакле, при високом пХ, раствор је богат хидроксидним јонима и ови негативно наелектрисани јони могу повући јоне водоника из молекула попут базних парова у ДНК. Овај процес прекида везу водоника која држи две вериге ДНК на окупу, због чега се раздвајају.

За разлику од РНК, ДНК нема хидроксилну групу на положају 2 'у свакој шећерној групи. Ова разлика чини ДНК много стабилнијим у алкалном раствору. У РНК, хидроксилна група на положају 2 'може да преда јон водоника у раствор при високом пХ, стварајући високо реактивни алкоксидни јон који напада фосфатну групу која држи два суседна нуклеотида заједно. ДНК не пати од овог дефекта и стога ужива изузетну стабилност при високом пХ.

Молекуларни биолози често користе алкалну денатурацију да изолују плазмидну ДНК од бактерија. Плазмиди су мале петље ДНК одвојене од бактеријског хромозома. У минипрепу алкалне лизе, биолози додају детерџент и натријум хидроксид бактеријама суспендованим у раствору. Детерџент раствара ћелијску мембрану бактерија док натријум хидроксид повећава пХ и чини раствор високо алкалним. Како сломљене ћелије ослобађају свој садржај, ДНК се унутра раздваја у своје саставне нити или денатуре.

Једном када биолог извади ДНК из ћелије, додаје још један реагенс за враћање раствора на неутралнији пХ и таложење детерџента. Промена пХ омогућава плазмидним нитима да се поново одвоје; гломазни хромозом, међутим, не може учинити исто, па га биолог може уклонити заједно са детерџентом, денатурисаним протеинима и осталим разним смећем, остављајући плазмид иза себе. Алкална лиза не пречишћава у потпуности плазмидну ДНК; него служи као „брз и прљав“ начин за његово издвајање из ћелије и уклањање већине других загађивача.