DNA(脫氧核糖核酸)是細(xì)胞核內(nèi)包含遺傳信息的分子。提取DNA涉及一系列步驟,以輕輕地打開細(xì)胞,打開核膜,從蛋白質(zhì)中分離出DNA,然后使其從溶液中沉淀出來(lái)。根據(jù)膜的結(jié)構(gòu),DNA及其電負(fù)性,使用各種化學(xué)物質(zhì)即可完成此操作。脫除蛋白質(zhì)后,可使用氯化鈉或其他含鈉化合物穩(wěn)定DNA,并有助于沉淀。
DNA的基本結(jié)構(gòu)是兩條長(zhǎng)鏈核苷酸,周圍環(huán)繞著糖磷酸骨架。DNA通過(guò)自身扭曲和盤繞進(jìn)一步排列,并伴有各種蛋白質(zhì),以保持鏈的組織和解開。在其天然狀態(tài)下,最接近環(huán)境的DNA部分是糖磷酸骨架。在牢房?jī)?nèi),該環(huán)境主要是水。DNA在其中可溶。由于其整體極性,它可溶于水。
“極性”是化學(xué)術(shù)語(yǔ),描述了包含不均勻電荷分布的分子。根據(jù)康奈爾醫(yī)學(xué)院的Paul Zumbo所說(shuō),所有核酸都是極性的。對(duì)于DNA,骨架上的高極性磷酸基團(tuán)帶有負(fù)電荷。該性質(zhì)解釋了水溶性,因?yàn)樗彩菢O性的。水的正電荷與DNA的負(fù)電荷相互作用,形成溶液。為了回收DNA以進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試或可視化,必須用水將DNA從溶液中沉淀出來(lái)。由于水具有相對(duì)弱的正電荷,因此可以通過(guò)在溶液中提供更強(qiáng)的帶正電的離子來(lái)實(shí)現(xiàn)。鈉是最理想的選擇。
一旦DNA從細(xì)胞核中移出并與水混合,鈉離子的引入就會(huì)在鈉和骨架之間產(chǎn)生暫時(shí)的吸引力。DNA被暫時(shí)中和,然后容易從水中解離。在這一階段,由于酒精是非常非極性的,因此引入酒精迫使DNA和鈉離子之間的結(jié)合更加緊密??梢允褂靡掖蓟虍惐肌R坏〥NA從水中解離并與鈉緊密結(jié)合,它將從溶液中沉淀出來(lái),可以將其濃縮以進(jìn)行純化,也可以通過(guò)將其輕輕地繞在光滑的玻璃棒上進(jìn)行可視化。
分解質(zhì)膜和核膜以從細(xì)胞中獲取DNA通常是通過(guò)首先引入某種去污劑來(lái)分解脂質(zhì)分子來(lái)完成的。實(shí)驗(yàn)室中常用的洗滌劑是SDS或十二烷基硫酸鈉。但是對(duì)于簡(jiǎn)單的提取,甚至可以使用洗潔精。如果細(xì)胞來(lái)源于植物材料,通常還添加酶來(lái)消化細(xì)胞壁。