Innan de kan sekvensera DNA eller förändra det genom genteknik, måste forskare först isolera det. Det kan tyckas som en svår uppgift, eftersom celler innehåller en mängd andra föreningar som proteiner, fetter, sockerarter och små molekyler. Lyckligtvis kan biologer använda DNA: s kemiska egenskaper för att separera DNA från dessa föroreningar och förbereda det för vidare studier. Denna process kallas DNA-extraktion.

Cell Lysis

Det finns många olika tekniker som används för DNA-extraktion. Den som används av ett enskilt lab beror på vilken typ av experiment som ska utföras och hur rent DNA måste vara. Forskare börjar i allmänhet med ett prov som innehåller celler - till exempel en vävnad eller ett blodprov - och bryter cellerna öppna eller lyser dem. Det finns olika sätt att lysera celler. Att tillsätta ett tvättmedel gör att de kommer ifrån varandra, vilket kommer att utsätta dem för högfrekventa ljudvågor. Alternativt kan man blanda provet med glaspärlor och vibrera snabbt, fysiskt bryta cellerna och frigöra innehållet.

Snabba och smutsiga metoder

Om hög renhet inte krävs kan forskare lägga till en enzym som kallas proteinas K för att bryta ned de flesta proteinerna i provet, använd sedan det som det är. Denna teknik är dock mycket smutsig, eftersom de flesta föroreningarna fortfarande är närvarande, så det är bara lämpligt om hastigheten är en prioritet och renhet är inget problem. En annan snabb och smutsig metod är att avlägsna proteiner genom att öka saltkoncentrationen genom tillsats av salter som ammonium eller kaliumacetat för att tvinga proteinerna att fälla ut. Även denna teknik är ganska smutsig eftersom många andra föroreningar fortfarande är närvarande.

Fenol-kloroform extraktion

En annan metod är att lysa cellerna med tvättmedel och blanda sedan lösningen med isoamylalkohol, kloroform och fenol . Lösningen separerar sedan i två skikt. Proteiner hamnar i det övre organiska skiktet medan DNA förblir i det nedre vattenhaltiga skiktet. Denna teknik kräver noggrann kontroll av saltkoncentration och pH för goda resultat. Det är tidskrävande, och både fenol och kloroform är mycket giftiga kemikalier. Följaktligen, medan fenol-kloroform extraktioner var en gång rutinmässig, har andra tekniker blivit mer populära de senaste åren.

Anionbytarkromatografi

Anjonbytarkromatografi ger högre renhet och mer konsekventa resultat än fenol -kloroform-extraktion. Ett rör eller en kolonn är packad med små partiklar som har positivt laddade platser på dem där en negativt laddad molekyl eller anjon kan binda. DNA binder till dessa anjonbytesställen medan andra föroreningar som proteiner och RNA tvättas bort från kolonnen. Senare används en saltrik lösning för att dra DNA ur kolonnen.

Kits

Den snabbaste och kanske mest pålitliga tekniken för att rena DNA är användningen av ett specialtillverkat kit. Dessa kits innehåller silikagelmembran i ett rör. DNA sticks till membranet medan andra föroreningar tvättas bort med hjälp av en serie specialtillverkade saltlösningar som följer med satsen. Slutligen tvättas DNA-en från kolonnen med en lågsaltlösning. Dessa kit är snabba, enkla att använda och erbjuder reproducerbara resultat.

Absorbans

När DNA-en har isolerats och resuspenderats i en pH-kontrollerad buffertlösning, är det sista steget att testa dess renhet . Ett enkelt och bekvämt sätt att göra det är att kontrollera hur mycket ultraviolett ljus det absorberar vid 260 och 280 nanometer våglängder. Absorptionen vid 260 nanometer dividerad med absorption vid 280 nanometer bör vara 1,8 om DNA: n är ren. Mätningsabsorbans vid 260 nanometer gör det också möjligt att bestämma koncentrationen av DNA.