เอทานอลทำอะไรในการสกัดดีเอ็นเอ?

นักวิทยาศาสตร์สามารถแยกย่อยหรือจัดลำดับ DNA ให้เป็นนิวคลีโอไทด์ที่เป็นส่วนประกอบ ซึ่งสามารถ ตัวอย่างเช่น บอกบุคคลว่าพวกเขามีโรคทางพันธุกรรมหรือไม่ วิธีการทั่วไปในการสกัดดีเอ็นเอเกี่ยวข้องกับการใช้ไอโซโพรพานอลหรือเอทานอลในขั้นตอนเดียวของกระบวนการ อย่างไรก็ตาม เซลล์มีโมเลกุลอื่นๆ มากมาย เช่น โปรตีนและไขมัน และโดยธรรมชาติแล้วนักวิทยาศาสตร์ต้องการหาคำตอบของ DNA ที่บริสุทธิ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

วิธีการสกัดดีเอ็นเอมักประกอบด้วยหลายขั้นตอน: เซลล์ต้องถูกเปิดออก, จำเป็นต้องกำจัดไขมันเมมเบรนและ DNA จะต้องแยกออกจากโปรตีน RNA และอื่น ๆ สารปนเปื้อน โปรโตคอลทั่วไปสองแบบคือการสลายอัลคาไลน์สำหรับการสกัด DNA พลาสมิดของแบคทีเรียและการสกัดฟีนอล-คลอโรฟอร์ม ในทั้งสองวิธี การตกตะกอนของเอธานอลหรือไอโซโพรพานอลของกรดนิวคลีอิกเป็นหนึ่งในขั้นตอนสุดท้าย เมื่อ DNA หรือ RNA ตกตะกอนแล้ว (หลุดออกจากสารละลาย) ก็สามารถนำไปแขวนลอยใหม่ในน้ำได้

ทั้งเอทานอลและไอโซโพรพานอลผสมกันได้ดี (สามารถผสมกับ) น้ำ แต่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำกว่าน้ำ หมายความว่าความสามารถในการป้องกันประจุบวกและประจุลบในสารละลายและแยกประจุออกจากกันมีมาก ยากจน ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสำหรับน้ำ เช่น 78.5 ในขณะที่ค่าคงที่สำหรับเอทานอลคือ 24.3 DNA มีประจุเป็นลบ ดังนั้นมันจึงดึงดูดไอออนบวกในสารละลาย เช่น โพแทสเซียมหรือโซเดียม เอทานอลมีความสามารถที่ด้อยกว่าน้ำในการแยกไอออนที่มีประจุบวกและดีเอ็นเอออกจากกัน

เอทานอลยังทำให้ดีเอ็นเอละลายได้น้อยลงด้วยเหตุผลอื่น เนื่องจากโมเลกุลของเอทานอลสามารถสร้างปฏิสัมพันธ์ที่เรียกว่าพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลของน้ำ พวกมันจึงลดจำนวนโมเลกุลของน้ำที่มีอยู่เพื่อทำให้ดีเอ็นเอชุ่มชื้น ระหว่างผลกระทบนี้กับค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่ต่ำกว่านั้น เอทานอลโดยพื้นฐานแล้วทำให้ DNA รวมตัวกับไอออนบวกในสารละลาย ก่อตัวเป็นของแข็งหรือตกตะกอนที่ด้านล่างของหลอด การตกตะกอนของ DNA จะทำให้ DNA มีความเข้มข้นมากขึ้น เนื่องจากสารปนเปื้อนอื่นๆ ในสารละลายจะไม่ตกตะกอนในเวลาเดียวกัน

การล้างด้วยเอทานอลยังทำหน้าที่กำจัดสิ่งปนเปื้อนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ เช่น เกลือและสารซักฟอก เกลือที่เลือกอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าจำเป็นต้องตกตะกอนผงซักฟอกโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS) จากขั้นตอนก่อนหน้าหรือไม่ ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียม โดเดซิลซัลเฟตไม่ละลายน้ำและจะตกตะกอน ดังนั้นการใช้โพแทสเซียมอะซิเตตในการสลายด้วยด่างสามารถกำจัด SDS ได้ก่อนที่จะเติมเอธานอล/ไอโซโพรพานอล เอทานอลยังสามารถใช้เพื่อตกตะกอนอาร์เอ็นเอด้วยเหตุผลเดียวกัน แม้ว่าการตกตะกอนของอาร์เอ็นเอมักจะต้องการเอทานอลมากขึ้น