Vanligtvis innehåller varje DNA-molekyl inuti dina celler två strängar sammanfogade genom interaktioner som kallas vätebindningar. Ändring i förhållanden kan emellertid "denaturera" DNA: n och orsaka att dessa strängar skiljer sig åt. Att tillsätta starka baser, som NaOH, ökar dramatiskt pH, vilket minskar lösningen av vätejonkoncentrationen och denaturerande dubbelsträngat DNA.
Effekter av pH
Hydroxidjonkoncentrationen och pH-värdet har en direkt korrelation, vilket innebär att ju högre pH, ju högre hydroxidkoncentrationen är. På samma sätt faller den lägre vätejonkoncentrationen. Vid högt pH är lösningen rik på hydroxidjoner, och dessa negativt laddade joner kan dra bort vätejoner av molekyler som basparen i DNA. Denna process stör de vätebindningar som håller de två DNA-strängarna samman och orsakar dem att skilja.
RNA vs DNA
Till skillnad från RNA saknar DNA en hydroxylgrupp i 2'-positionen i varje sockergrupp. Denna skillnad gör DNA mycket stabilare i alkalisk lösning. I RNA kan hydroxylgruppen i 2'-positionen ge upp en vätejon till lösningen vid högt pH, vilket skapar en starkt reaktiv alkoxidjon som attackerar fosfatgruppen som håller två närliggande nukleotider tillsammans. DNA lider inte av denna defekt och har därmed anmärkningsvärd stabilitet vid högt pH.
Alkalisk Lysis
Molekylbiologer använder ofta alkalisk denaturering för att isolera plasmid DNA från bakterier. Plasmider är små slingor av DNA som är skilda från bakteriekromosomen. I en alkalisk lysis miniprep lägger biologer tvättmedel och natriumhydroxid till bakterier som är suspenderade i lösning. Tvättmedlet löser upp bakteriecellsmembranet medan natriumhydroxiden ökar pH och gör lösningen mycket alkalisk. När de brutna cellerna släpper ut innehållet skiljer sig DNA in i dess komponentsträngar eller denaturer.
Reannealing
När biologen extraherar DNA från cellen lägger han till ett annat reagens för att returnera lösning till ett mer neutralt pH och fälla ut tvättmedlet. Förändringen i pH tillåter plasmidsträngarna att reanneal; den skrymmande kromosomen kan emellertid inte göra detsamma, så biologen kan ta bort den tillsammans med tvättmedlet, denaturerade proteiner och andra diverse skräp och lämnar plasmiden bakom. Alkalisk lys renar inte helt plasmid-DNA; snarare, det tjänar som en "snabb och smutsig" sätt att extrahera det från cellen och ta bort de flesta andra föroreningar.
