ДНК - дезоксирибонуклеїнова кислота - це молекула в ядрі клітини, що містить генетичну інформацію. Вилучення ДНК передбачає низку етапів, щоб обережно відкрити клітину, відкрити ядерну мембрану, відокремити ДНК від білків, а потім змусити її випасти з розчину. Це досягається за допомогою різних хімічних речовин, заснованих на структурі мембран, ДНК та її електронегативності. Хлорид натрію або інші сполуки, що містять натрій, використовуються для стабілізації ДНК після того, як у неї позбавляються білків та сприяє осаду.
Структура ДНК
Основна структура ДНК - це дві довгі нитки нуклеотидів, нанизані разом із цукрово-фосфатними кістяками, що їх оточують. ДНК впорядковується шляхом скручування та накручування на себе, з різними білками, пов’язаними, щоб тримати нитки організованими та розплутаними. У своєму рідному стані частина ДНК, яка найбільш тісно піддається навколишньому середовищу, - це цукрово-фосфатний кістяк. Усередині клітини це середовище - це насамперед вода; в якій ДНК розчинна. Він розчинний у воді через загальну полярність.
Полярність ДНК
"Полярність" - хімічний термін, що описує молекули, що містять нерівномірний розподіл електричних зарядів. За словами Пола Зумбо з Корнельського медичного коледжу, всі нуклеїнові кислоти є полярними. У випадку ДНК високополярні фосфатні групи на хребті несуть негативні заряди. Ця властивість пояснює розчинність у воді, оскільки вода також є полярною. Позитивні заряди води взаємодіють з негативними зарядами ДНК і утворюють розчин. Щоб відновити ДНК для подальшого тестування або візуалізації, ДНК потрібно осадити з розчину з водою. Оскільки вода має відносно слабкий позитивний заряд, це досягається за рахунок забезпечення сильнішого позитивно зарядженого іона в розчині. Натрій - ідеальний кандидат для цього.
Осадження ДНК з використанням натрію та спирту
Після того, як ДНК видаляється з ядра клітини і їй дозволяється змішуватися з водою, введення іонів натрію створює тимчасову привабливість між натрієм і хребтом. ДНК тимчасово нейтралізується, а потім легко від'єднується від води. На цьому етапі введення алкоголю змушує ДНК і іони натрію ще міцніше зв’язуватися, оскільки алкоголь дуже неполярний. Можна використовувати етанол або ізопропіловий спирт. Як тільки ДНК від’єднається від води і щільно зв’яжеться з натрієм, вона випаде в осад з розчину де його можна сконцентрувати для очищення або візуалізувати, акуратно намотуючи його навколо гладкого скла стрижень.
Інші етапи вилучення ДНК
Розщеплення плазматичної мембрани та ядерної мембрани для доступу до ДНК з клітин зазвичай здійснюється шляхом введення спочатку певного миючого засобу для розщеплення молекул ліпідів. Поширеним миючим засобом, що використовується в лабораторіях, є SDS, або додецилсульфат натрію; але для простих витяжок можна використовувати навіть мило для посуду. Якщо клітини походять з рослинної сировини, ферменти також зазвичай додають для перетравлення клітинної стінки.
