Av John Brennan
Uppdaterad 30 augusti 2022
TeerawatWinyarat/iStock/GettyImages
Forskare bryter rutinmässigt ner DNA till dess nukleotidkomponenter för att analysera genetiska egenskaper eller sjukdomsrisk. Ett kritiskt steg i de flesta arbetsflöden för DNA-extraktion är användningen av etanol eller isopropanol för att isolera nukleinsyror från cellrester. Eftersom celler innehåller proteiner, lipider och andra föroreningar, är målet att producera en DNA-lösning som är så ren som möjligt.
Typiska extraktionsprotokoll involverar flera stadier:cellys, avlägsnande av membranlipider och separation av DNA från proteiner, RNA och andra föroreningar. Två mycket använda metoder är alkalisk lysis (för bakteriell plasmid-DNA) och fenol-kloroformextraktion. I båda tillvägagångssätten används etanol- eller isopropanolfällning som ett av de sista stegen. Efter utfällning återsuspenderas DNA-pelleten i vatten eller en buffert med låg salthalt.
Etanol och isopropanol är helt blandbara med vatten, men deras dielektriska konstanter är markant lägre (vatten =78,5; etanol =24,3). DNA har en negativ laddning och attraherar katjoner som Na⁺ eller K⁺. Eftersom etanol är mindre effektivt för att skydda dessa joner är det mer sannolikt att DNA-katjonkomplexen aggregerar och fälls ut.
Utöver laddningsavskärmning minskar etanol lösligheten av DNA genom att bilda vätebindningar med vatten, vilket begränsar antalet vattenmolekyler som är tillgängliga för att hydratisera nukleinsyran. Denna dubbla effekt får DNA att samfällas med positiva joner, vilket ger en fast pellet som är mer koncentrerad än den ursprungliga lösningen. Viktigt är att många samföroreningar inte fälls ut under samma förhållanden, så den totala renheten hos DNA ökar.
Etanoltvättningen tar också bort föroreningar med låg molekylvikt som salter och rengöringsmedel. Valet av salt kan vara avgörande när man tar bort rengöringsmedel som natriumdodecylsulfat (SDS). Till exempel är kaliumdodecylsulfat olösligt och kommer att fällas ut, så användning av kaliumacetat i alkalisk lysering kan eliminera SDS innan etanol eller isopropanol tillsätts. Etanol kan också fälla ut RNA, även om vanligtvis en högre koncentration av etanol krävs för optimal RNA-återvinning.
