DNA - deoxiribonukleinsyra - är en molekyl i kärnan i en cell som innehåller genetisk information. Extrahera DNA involverar en serie steg för att försiktigt bryta upp cellen, bryta upp kärnmembranet, separera DNA från proteiner och sedan få det att fälla ut ur en lösning. Detta åstadkoms med olika kemikalier, baserat på strukturen hos membran, DNA och dess elektronegativitet. Natriumklorid, eller andra natriuminnehållande föreningar, används för att stabilisera DNA efter att det har tagits bort dess proteiner och underlätta utfällning.
DNA-strukturen
Den grundläggande strukturen för DNA är två långa strängar av nukleotider sammanbundna med socker-fosfatkedjor som omger dem. DNA arrangeras vidare genom att vrida sig och lindas på sig själv, med olika proteiner associerade för att hålla strängarna organiserade och oroliga. I sitt ursprungliga tillstånd är den del av DNA som är mest exponerad för miljön socker-fosfat-ryggraden. Inom cellen är denna miljö främst vatten; där DNA är lösligt. Det är lösligt i vatten på grund av dess övergripande polaritet.
DNA-polaritet
"Polaritet" är ett kemiuttryck som beskriver molekyler som innehåller en ojämn fördelning av elektriska laddningar. Enligt Paul Zumbo från Cornell Medical College är alla nukleinsyror polära. När det gäller DNA bär de högpolära fosfatgrupperna på ryggraden negativa laddningar. Denna egenskap står för vattenlöslighet, eftersom vatten också är polärt. De positiva laddningarna av vatten interagerar med de negativa laddningarna av DNA och gör en lösning. För att återvinna DNA för ytterligare testning eller visualisering måste DNA fällas ut ur en lösning med vatten. Eftersom vatten har en relativt svag positiv laddning uppnås detta genom att ge en starkare positivt laddad jon i lösningen. Natrium är den perfekta kandidaten för detta.
Utfällning av DNA med hjälp av natrium och alkohol
När DNA väl har tagits bort från kärnan i en cell och blivit blandat med vatten skapar införandet av natriumjoner en tillfällig attraktion mellan natrium och ryggraden. DNA neutraliseras tillfälligt och kopplas sedan lätt från vattnet. I detta skede tvingar införandet av en alkohol DNA och natriumjoner att bli ännu tätare, eftersom alkohol är mycket opolär. Etanol eller isopropylalkohol kan användas. När DNA har kopplats bort från vattnet och tätt bundet till natriumet kommer det att fällas ut ur lösningen där den antingen kan koncentreras för rening eller visualiseras genom att den försiktigt rullas runt ett slätt glas stav.
Andra steg i DNA-extraktion
Att bryta ner plasmamembranet och kärnmembranet för att komma åt DNA från celler uppnås vanligtvis genom att först införa ett tvättmedel av något slag för att bryta upp lipidmolekylerna. Ett vanligt tvättmedel som används i laboratorier är SDS eller natriumdodecylsulfat; men för enkla extraktioner kan även tvål användas. Om cellerna härrör från växtmaterial, tillsätts vanligtvis också enzymer för att smälta cellväggen.