Содержание
Ученые могут разбивать или секвенировать ДНК на составляющие ее нуклеотиды, которые могут, например, сказать человеку, есть ли у них генетическое заболевание. Обычные методы выделения ДНК включают использование изопропанола или этанола на одной стадии процесса. Тем не менее, клетки содержат много других молекул, таких как белки и липиды, и ученые, естественно, хотят получить раствор ДНК как можно более чистым.
Методы выделения ДНК обычно включают в себя несколько этапов: клетки должны быть взломаны, мембранные липиды должны быть удалены, а ДНК должна быть отделена от белков, РНК и других загрязняющих веществ. Два типичных протокола - щелочной лизис для экстракции бактериальной плазмидной ДНК и фенол-хлороформная экстракция. В обоих способах осаждение нуклеиновых кислот этанолом или изопропанолом является одной из заключительных стадий. Как только ДНК или РНК осаждаются (выпадают из раствора), их можно ресуспендировать в воде.
Этанол - хороший растворитель
И этанол, и изопропанол хорошо смешиваются (смешиваются с) с водой, но у них более низкие диэлектрические постоянные, чем у воды, что означает, что их способность экранировать положительные и отрицательные заряды в растворе и сохранять их сегрегацию намного хуже. Диэлектрическая проницаемость для воды, например, составляет 78,5, а для этанола - 24,3. ДНК заряжена отрицательно, поэтому ее притягивают к положительным ионам в растворе, например калию или натрию. Этанол обладает меньшей способностью удерживать положительно заряженные ионы и ДНК отдельно от воды.
Этанол увеличивает концентрацию ДНК
Этанол также делает ДНК менее растворимой по другой причине. Поскольку молекулы этанола могут образовывать взаимодействия, называемые водородными связями, с молекулами воды, они уменьшают количество молекул воды, доступных для гидратации ДНК. Между этим эффектом и более низкой диэлектрической проницаемостью этанол в основном заставляет ДНК агрегировать с положительными ионами в растворе, образуя твердое вещество или осадок на дне пробирки. Осаждение ДНК служит для того, чтобы сделать ее более концентрированной, поскольку другие загрязняющие вещества в растворе не осаждаются одновременно.
Дополнительные факторы в процессе
Промывка этанолом также служит для удаления низкомолекулярных загрязнений, таких как соли и моющие средства. Выбранная соль может варьироваться в зависимости от того, необходимо ли осаждать моющее средство додецилсульфат натрия (SDS) с более ранней стадии; додецилсульфат калия, например, нерастворим и выпадет в осадок, поэтому использование ацетата калия в щелочном лизисе может удалить SDS до добавления этанола / изопропанола. Этанол также можно использовать для осаждения РНК по тем же причинам, хотя для осаждения РНК обычно требуется больше этанола.