สารเคมีที่ใช้ในการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ

การวิเคราะห์ดีเอ็นเอเกี่ยวข้องกับการทดลองระดับโมเลกุลและขั้นตอนทางชีววิทยาประเภทต่างๆ DNA เป็นวัตถุดิบที่เปราะบางและซับซ้อน ดังนั้นการจัดการและวิเคราะห์จึงต้องการคุณภาพที่ดีที่สุดและการเตรียมสารเคมีที่บริสุทธิ์ที่สุด ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ สารเคมีหลายร้อยชนิด ตั้งแต่สารละลายที่เป็นกรดและด่าง ไปจนถึงบัฟเฟอร์และสีย้อม มีส่วนเกี่ยวข้องในการศึกษาดีเอ็นเอ การทำความเข้าใจว่าเหตุใดจึงใช้สารเคมีบางชนิดเป็นกุญแจสำคัญในการทำการทดลองที่ประสบความสำเร็จและได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ เชื่อถือได้ และทำซ้ำได้

DNA สามประเภทถูกทำให้บริสุทธิ์สำหรับงานทางวิทยาศาสตร์: DNA จากจีโนม (จีโนม DNA) DNA ทั้งหมดจากเซลล์ (DNA ทั้งหมด) หรือจากพลาสมิดซึ่งสามารถคูณตัวเองได้ การทำให้บริสุทธิ์ของ DNA ของเซลล์ทั้งหมดใช้สารเคมีที่ยอมให้ทำลายเยื่อหุ้มเซลล์จำนวนมากในระหว่างการสลายเซลล์ สารเคมีเอทิลีนไดเอมีนเตตระอะซีเตต (EDTA) มักใช้เพื่อกำจัดแมกนีเซียมไอออน ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษา ความแข็งแรงของผนังเซลล์ ทำให้เซลล์เหล่านี้อ่อนแอลงจนยุบหรือฉีกขาด ปล่อยสารและ DNA ของเซลล์ออกมา การวิเคราะห์ นอกจากนี้ EDTA ยังปกป้องและรักษาความสมบูรณ์ของ DNA โดยการยับยั้งเอ็นไซม์ที่ปกติมีอยู่ในเซลล์ ซึ่งสามารถแยกส่วน DNA และทำให้ไม่สามารถใช้งานได้

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) เป็นวิธีการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนซึ่งใช้ในการขยายโมเลกุลดีเอ็นเอหลายพันสำเนา อย่างไรก็ตาม เต็มไปด้วยปัญหาทางเทคนิคและความไม่ถูกต้อง ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงทำ PCR หลายชุดเป็นประจำเพื่อค้นหาสภาวะและพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับยีนที่สนใจโดยเฉพาะ สารเคมีชนิดหนึ่งที่ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพดังกล่าวคือแมกนีเซียม ซึ่งทำให้เอนไซม์ DNA polymerase ที่ใช้ใน PCR เสถียรและทำหน้าที่เป็นปัจจัยร่วมที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเอนไซม์ สำหรับ PCR จะใช้แมกนีเซียมในรูปของบัฟเฟอร์แมกนีเซียมคลอไรด์

Ethidium bromide เป็นสีย้อมที่จับกับ DNA โดยการสอดเข้าไประหว่างนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบเป็นเกลียวคู่ของ DNA ในกระบวนการที่เรียกว่าการแทรกสอด จากนั้นสีย้อมนี้สามารถส่องสว่างด้วยหลอดอัลตราไวโอเลต เพื่อให้มองเห็น DNA ที่เอทิเดียมโบรไมด์ถูกผูกไว้ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมี DNA อย่างน้อย 1 นาโนกรัมเพื่อให้มองเห็นเอทิเดียมโบรไมด์ได้อย่างเหมาะสม ดังนั้นจึงเป็นวิธีหนึ่งในการตรวจจับ DNA ที่ขยายด้วย PCR แม้ว่าจะมีราคาถูกและใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ก็เป็นสารเคมีที่ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าก่อให้เกิดมะเร็ง ดังนั้นการใช้ในห้องปฏิบัติการจึงมีการควบคุมอย่างเข้มงวด และนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากกำลังเปลี่ยนไปใช้ทางเลือกที่เป็นพิษน้อยกว่า