Innehåll
Forskare kan bryta ner eller sekvensera DNA i dess beståndsdelar nukleotider som till exempel kan berätta för en person om de har en genetisk sjukdom. Vanliga metoder för DNA-extraktion involverar användningen av isopropanol eller etanol i ett steg av processen. Men celler innehåller många andra molekyler som proteiner och lipider, och forskare vill naturligtvis få en lösning av DNA som är så ren som möjligt.
Metoder för DNA-extraktion involverar vanligtvis flera steg: cellerna måste brytas öppna, membranlipiderna måste tas bort och DNA måste separeras från proteiner, RNA och andra föroreningar. Två typiska protokoll är alkalisk lysering för extraktion av bakteriell plasmid-DNA och fenol-kloroform-extraktion. I båda metoderna är etanol- eller isopropanolutfällning av nukleinsyror ett av de sista stegen. När DNA eller RNA har fällts ut (fallit ur lösningen) kan det återsuspenderas i vatten.
Etanol är ett bra lösningsmedel
Både etanol och isopropanol blandas väl (är blandbara med) vatten, men de har lägre dielektriska konstanter än vatten, vilket innebär att deras förmåga att skydda positiva och negativa laddningar i lösningen och hålla dem segregerade är mycket sämre. Den dielektriska konstanten för exempelvis vatten är 78,5, medan konstanten för etanol är 24,3. DNA är negativt laddat, så det lockas till positiva joner i lösningen som kalium eller natrium. Etanol har en sämre förmåga än vatten att hålla de positivt laddade jonerna och DNA: s isär.
Etanol ökar DNA-koncentrationen
Etanol gör DNA också mindre lösligt av ett annat skäl. Eftersom etanolmolekylerna kan bilda interaktioner som kallas vätebindningar med vattenmolekyler, minskar de antalet tillgängliga vattenmolekyler för att hydrera DNA: t. Mellan denna effekt och den lägre dielektriska konstanten förorsakar etanolen i grund och botten att DNA aggregeras med positiva joner i lösningen, bildar ett fast ämne eller fälls i botten av röret. Utfällning av DNA tjänar till att göra det mer koncentrerat eftersom andra föroreningar i lösningen inte fälls ut samtidigt.
Ytterligare faktorer i processen
Etanoltvätten tjänar också till att avlägsna föroreningar med låg molekylvikt som salter och tvättmedel. Det valda saltet kan variera beroende på om det är nödvändigt att fälla ut natriumdodecylsulfat (SDS) detergent från ett tidigare steg; kaliumdodecylsulfat, till exempel, är olöslig och kommer att fällas ut, så att användning av kaliumacetat i en alkalisk lysering kan avlägsna SDS innan etanol / isopropanol tillsätts. Etanol kan också användas för att fälla ut RNA av ungefär samma skäl, även om utfällning av RNA vanligen kräver mer etanol.