เหตุใดจึงใช้โซเดียมในการสกัดดีเอ็นเอ?

DNA – กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก – เป็นโมเลกุลภายในนิวเคลียสของเซลล์ที่มีข้อมูลทางพันธุกรรม การแยก DNA นั้นเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่างๆ เพื่อค่อยๆ เปิดเซลล์ ทำลายเยื่อหุ้มนิวเคลียส แยก DNA ออกจากโปรตีน และจากนั้นทำให้ตกตะกอนจากสารละลาย ทำได้โดยใช้สารเคมีหลายชนิด โดยพิจารณาจากโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ ดีเอ็นเอ และอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ โซเดียมคลอไรด์หรือสารประกอบโซเดียมอื่น ๆ ถูกใช้เพื่อทำให้ DNA เสถียรหลังจากที่ดึงโปรตีนออกมาและช่วยในการตกตะกอน

โครงสร้างพื้นฐานของ DNA คือนิวคลีโอไทด์ยาวสองเส้นที่พันกันพร้อมกับแบ็คโบนน้ำตาลฟอสเฟตที่ล้อมรอบพวกมัน ดีเอ็นเอถูกจัดเรียงเพิ่มเติมโดยการบิดและขดตัวด้วยโปรตีนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้เส้นเรียงตัวเป็นระเบียบและไม่พันกัน ในสภาพดั้งเดิม ส่วนของดีเอ็นเอที่สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุดคือกระดูกสันหลังของน้ำตาลฟอสเฟต ภายในเซลล์ สภาพแวดล้อมนั้นส่วนใหญ่เป็นน้ำ ซึ่งดีเอ็นเอสามารถละลายได้ สามารถละลายได้ในน้ำเนื่องจากมีขั้วโดยรวม

"ขั้ว" เป็นศัพท์ทางเคมีที่อธิบายโมเลกุลที่มีการกระจายประจุไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ ตามที่ Paul Zumbo จาก Cornell Medical College ระบุว่ากรดนิวคลีอิกทั้งหมดมีขั้ว ในกรณีของ DNA กลุ่มฟอสเฟตที่มีขั้วสูงบนกระดูกสันหลังจะมีประจุลบ คุณสมบัตินี้มีความสามารถในการละลายน้ำได้ เนื่องจากน้ำยังมีขั้วอีกด้วย ประจุบวกของน้ำมีปฏิกิริยากับประจุลบของ DNA และทำให้เกิดสารละลาย ในการกู้คืน DNA สำหรับการทดสอบเพิ่มเติมหรือการสร้างภาพข้อมูลจะต้องตกตะกอน DNA ออกจากสารละลายด้วยน้ำ เนื่องจากน้ำมีประจุบวกที่ค่อนข้างอ่อน จึงทำได้โดยการจัดหาไอออนที่มีประจุบวกที่แรงกว่าในสารละลาย โซเดียมเป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับสิ่งนี้

เมื่อ DNA ถูกกำจัดออกจากนิวเคลียสของเซลล์และปล่อยให้ผสมกับน้ำ การแนะนำของโซเดียมไอออนจะสร้างแรงดึงดูดชั่วคราวระหว่างโซเดียมกับกระดูกสันหลัง ดีเอ็นเอถูกทำให้เป็นกลางชั่วคราวและแยกออกจากน้ำได้ง่าย ในขั้นตอนนี้ การแนะนำของแอลกอฮอล์จะบังคับให้ดีเอ็นเอและโซเดียมไอออนมีพันธะที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้น เนื่องจากแอลกอฮอล์ไม่มีขั้วมาก สามารถใช้เอทานอลหรือไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ได้ เมื่อ DNA แยกออกจากน้ำและจับกับโซเดียมอย่างแน่นหนา มันจะตกตะกอนออกจากสารละลาย โดยสามารถเข้มข้นเพื่อชำระให้บริสุทธิ์หรือมองเห็นได้ด้วยการพันรอบแก้วเรียบๆ อย่างเบามือ คัน.

การทำลายพลาสมาเมมเบรนและเยื่อหุ้มนิวเคลียสเพื่อเข้าถึง DNA จากเซลล์มักจะทำได้โดยการแนะนำผงซักฟอกบางชนิดเพื่อสลายโมเลกุลของไขมันก่อน ผงซักฟอกทั่วไปที่ใช้ในห้องปฏิบัติการคือ SDS หรือโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต แต่สำหรับการสกัดง่าย ๆ แม้แต่สบู่ล้างจานก็สามารถใช้ได้ หากเซลล์ได้มาจากวัสดุจากพืช มักจะเติมเอ็นไซม์เพื่อย่อยผนังเซลล์ด้วย