Перш ніж вони зможуть секвенувати ДНК або змінити її за допомогою генної інженерії, вчені повинні спочатку виділити її. Це може здатися складним завданням, оскільки клітини містять широкий спектр інших сполук, таких як білки, жири, цукри та малі молекули. На щастя, біологи можуть використовувати хімічні властивості ДНК, щоб відокремити ДНК від цих забруднень та підготувати її до подальших досліджень. Цей процес називається екстракцією ДНК.
Клітинний лізис
Для вилучення ДНК застосовується багато різних методів. Той, який використовується в окремій лабораторії, залежить від типу експерименту, що проводиться, і того, наскільки чистою повинна бути ДНК. Зазвичай вчені починають із зразка, що містить клітини - наприклад, тканини або крові, - і розбивають клітини, або лізують їх. Існує безліч способів лізувати клітини. Додавання миючого засобу призведе до того, що вони розійдуться, як і піддаючи їх дії високочастотних звукових хвиль. З іншого боку, змішування зразка зі скляними кульками та його швидке вібрування призведе до фізичного розриву клітин та вивільнення їх вмісту.
Швидкий та брудний підходи
Якщо не потрібна висока чистота, вчені можуть додати фермент, який називається протеїназа К, щоб розщепити більшість білків у зразку, а потім використовувати його як є. Однак ця техніка дуже брудна, оскільки більшість забруднень все ще присутня, тому вона підходить лише в тому випадку, якщо швидкість є пріоритетом і чистота не є проблемою. Іншим швидким і брудним підходом є видалення білків шляхом збільшення концентрації солі, додаючи солі, такі як амоній або ацетат калію, щоб змусити білки випадати в осад. Ця техніка також досить брудна, оскільки багато інших забруднень все ще є.
Екстракція фенол-хлороформ
Іншим підходом є лізація клітин миючим засобом, а потім змішування розчину з ізоаміловим спиртом, хлороформом та фенолом. Потім розчин розділяється на два шари. Білки потрапляють у верхній органічний шар, тоді як ДНК залишається в нижньому водному шарі. Ця техніка вимагає ретельного контролю концентрації солі та рН для отримання гарних результатів. Це трудомістко, і фенол, і хлороформ є високотоксичними хімічними речовинами. Отже, хоча екстракції фенол-хлороформу колись були звичними, інші методи стали більш популярними в останні роки.
Аніонообмінна хроматографія
Аніонообмінна хроматографія забезпечує вищу чистоту та більш стабільні результати, ніж фенол-хлороформова екстракція. Трубка або колонка упаковані дрібними частинками, на яких є позитивно заряджені ділянки, де може зв’язатись негативно заряджена молекула або аніон. ДНК зв'язується з цими аніонообмінними ділянками, тоді як інші забруднювачі, такі як білки та РНК, змиваються з колонки. Пізніше для витягування ДНК з колонки використовують розчин, багатий сіллю.
Набори
Найшвидшим і, мабуть, найнадійнішим методом очищення ДНК є використання спеціально виготовленого набору. Ці набори містять силікагелеві мембрани в трубці. ДНК прилипає до мембрани, тоді як інші забруднення змиваються за допомогою серії спеціально підготовлених сольових розчинів, що входять до комплекту. Нарешті, ДНК змивається з колонки розчином з низьким вмістом солі. Ці набори швидкі, прості у використанні та дають відтворювані результати.
Поглинання
Після того, як ДНК виділяють і ресуспендують у контрольованому рН буферному розчині, останнім етапом є перевірка її чистоти. Це простий і зручний спосіб - перевірити, скільки ультрафіолетового світла він поглинає на довжинах хвиль 260 і 280 нанометрів. Поглинання на 260 нанометрів, поділене на поглинання на 280 нанометрів, має дорівнювати 1,8, якщо ДНК чиста. Вимірювання поглинання на 260 нанометрів також дозволяє визначити концентрацію ДНК.