Inhoud
- Ethanol is een goed oplosmiddel
- Ethanol verhoogt de DNA-concentratie
- Aanvullende factoren in het proces
Wetenschappers kunnen DNA afbreken of sequencen in de samenstellende nucleotiden die bijvoorbeeld iemand kunnen vertellen of ze een genetische ziekte hebben. Gebruikelijke methoden voor DNA-extractie omvatten het gebruik van isopropanol of ethanol in één stap van het proces. Cellen bevatten echter veel andere moleculen zoals eiwitten en lipiden, en wetenschappers willen van nature een oplossing van DNA krijgen die zo puur mogelijk is.
Methoden voor DNA-extractie omvatten meestal verschillende stappen: de cellen moeten worden opengebroken, de membraanlipiden moeten worden verwijderd en het DNA moet worden gescheiden van eiwitten, RNA en andere verontreinigingen. Twee typische protocollen zijn alkalische lysis voor extractie van bacterieel plasmide-DNA en fenol-chloroformextractie. Bij beide methoden is precipitatie van nucleïnezuren met ethanol of isopropanol een van de laatste stappen. Nadat het DNA of RNA is neergeslagen (uit de oplossing gevallen), kan het opnieuw worden gesuspendeerd in water.
Ethanol is een goed oplosmiddel
Zowel ethanol als isopropanol mengen goed (zijn mengbaar met) water, maar ze hebben lagere diëlektrische constanten dan water, wat betekent dat hun vermogen om positieve en negatieve ladingen in de oplossing af te schermen en gescheiden te houden veel slechter is. De diëlektrische constante voor water is bijvoorbeeld 78,5, terwijl de constante voor ethanol 24,3 is. DNA is negatief geladen, dus het wordt aangetrokken door positieve ionen in de oplossing zoals kalium of natrium. Ethanol heeft een slechter vermogen dan water om de positief geladen ionen en het DNA uit elkaar te houden.
Ethanol verhoogt de DNA-concentratie
Ethanol maakt het DNA ook om een andere reden minder oplosbaar. Omdat de ethanolmoleculen interacties kunnen vormen die waterstofbindingen met watermoleculen worden genoemd, verminderen ze het aantal beschikbare watermoleculen om het DNA te hydrateren. Tussen dit effect en de lagere diëlektrische constante zorgt ethanol er in feite voor dat het DNA aggregeert met positieve ionen in de oplossing, waardoor een vaste stof of neerslag op de bodem van de buis wordt gevormd. Het neerslaan van het DNA dient om het meer geconcentreerd te maken omdat andere verontreinigingen in de oplossing niet tegelijkertijd neerslaan.
Aanvullende factoren in het proces
De ethanolwas dient ook om verontreinigingen met een laag molecuulgewicht zoals zouten en wasmiddelen te verwijderen. Het gekozen zout kan variëren afhankelijk van of het nodig is om het natriumdodecylsulfaat (SDS) wasmiddel uit een eerdere stap neer te slaan; kaliumdodecylsulfaat is bijvoorbeeld onoplosbaar en zal neerslaan, dus het gebruik van kaliumacetaat in alkalische lysis kan het SDS verwijderen voordat de ethanol / isopropanol wordt toegevoegd. Ethanol kan ook worden gebruikt om RNA neer te slaan om vrijwel dezelfde redenen, hoewel neerslag van RNA doorgaans meer ethanol vereist.