Вчені можуть розщепити або послідувати ДНК на складові її нуклеотиди, які можуть, наприклад, сказати людині, чи є у них генетичне захворювання. Поширені методи вилучення ДНК передбачають використання ізопропанолу або етанолу на одному етапі процесу. Однак клітини містять багато інших молекул, таких як білки та ліпіди, і вчені, природно, хочуть отримати максимально чистий розчин ДНК.
Методи вилучення ДНК, як правило, передбачають кілька етапів: клітини потрібно розкрити, мембранні ліпіди потрібно видалити, а ДНК - відокремити від білків, РНК та інших забруднювачі. Два типових протоколи - лужний лізис для екстракції ДНК бактеріальної плазміди та фенол-хлороформ. В обох методах етанол або ізопропанол осадження нуклеїнових кислот є одним із останніх етапів. Після того, як ДНК або РНК осаджуються (випадають з розчину), їх можна ресуспендувати у воді.
Етанол - хороший розчинник
І етанол, і ізопропанол добре змішуються (змішуються з водою), але вони мають менші діелектричні константи, ніж вода, це означає, що їх здатність захищати позитивні та негативні заряди в розчині та утримувати їх відокремленими набагато більше бідніший. Наприклад, діелектрична проникність для води становить 78,5, а для етанолу - 24,3. ДНК заряджена негативно, тому її залучають позитивні іони в розчині, такі як калій або натрій. Етанол має гіршу здатність, ніж вода, утримувати позитивно заряджені іони та ДНК окремо.
Етанол збільшує концентрацію ДНК
Етанол також робить ДНК менш розчинною з іншої причини. Оскільки молекули етанолу можуть утворювати взаємодії, звані водневими зв’язками, з молекулами води, вони зменшують кількість молекул води, доступних для гідратації ДНК. Між цим ефектом і нижчою діелектричною проникністю етанол в основному змушує ДНК агрегуватися з позитивними іонами в розчині, утворюючи тверду речовину або осад на дні пробірки. Осадження ДНК служить для того, щоб зробити її більш концентрованою, оскільки інші забруднення в розчині не осідають одночасно.
Додаткові фактори в процесі
Мийка етанолом також служить для видалення низькомолекулярних забруднень, таких як солі та миючі засоби. Вибрана сіль може варіюватися залежно від того, чи потрібно осад миючого засобу додецилсульфату натрію (SDS) з попереднього етапу; Додецилсульфат калію, наприклад, не розчиняється і випадає в осад, тому, використовуючи ацетат калію при лужному лізисі, можна видалити SDS перед додаванням етанолу / ізопропанолу. Етанол також може бути використаний для осадження РНК майже з тих самих причин, хоча для осадження РНК зазвичай потрібно більше етанолу.