Садржај
- Натријум као детерџент
- Натријум као алкално средство
- Улога натријум ацетата
- Улога натријума у преципитацији ДНК
- Натријум као део пуферског раствора
ДНК не плута слободно унутар ћелијског језгра. Повезан је са великим бројем различитих протеина и заробљен у ћелијској мембрани. У животињским ћелијама ДНК садржи и нуклеарна мембрана. Да би се ДНК издвојила из ћелије, мембране и придружени протеини морају прво бити уклоњене, а затим физички одвојене од ДНК. Натријум може бити укључен у неколико корака предузетих за постизање овог циља.
Натријум као детерџент
Натријум је елемент. Његов хемијски симбол је На, из натријума, латинске речи за натријум. Позитиван је јон и често се удружује са негативним јонима да би створио корисна једињења. На пример, када су натријумови јони везани за јоне хлора, они формирају једињење натријум хлорид, што је уобичајена кухињска со.
Неколико различитих облика натријума користи се у екстракцији ДНК. Натријум додецил сулфат или СДС (од енглеског „натријум додецил сулфат“) је детерџент који садржи натријум. Има хемијску формулу Ц12Х25НаО4С, у којој На симболизује натријум. Детерџенти се користе за разбијање ћелијских зидова и мембрана. Хемијски раде отварањем рупа на мембранама или ћелијским зидовима.
Једном када се рупе отворе на мембранама, могу се механички уништити, као код блендера. После тога је лакше узети садржај ћелије, укључујући ДНК.
Натријум као алкално средство
Натријум хидроксид је још једно једињење које садржи натријум и користи се за екстракцију ћелијске ДНК. Хемијска формула натријум хидроксида је НаОХ. Ово једињење је база. Раствор натријум хидроксида је врло базичан или алкалан. Натријум хидроксид може деловати попуштањем круте структуре ћелијског зида или мембране и ослобађањем ДНК.
Натријум хидроксид се најчешће користи за екстракцију плазмидне ДНК. ДНК плазмида у бактеријама је обично у облику прстена у цитоплазми, одвојена од хромозомске ДНК у језгру. Док хромозомска ДНК програмира функције и процесе бактеријских ћелија, плазмидна ДНК је често генетски модификована ДНК која кодира одређени ген или гене од интереса. Плазмиди су веома драгоцени алат за истраживање, а њихово вађење бактеријских ћелија је рутински поступак у лабораторијама.
За одвајање хромозомске ДНК и фрагментиране ДНК бактерија од плазмидне ДНК често се користи натријум хидроксид. Хромозомска и фрагментирана ДНК су линеарне, док је плазмидна ДНК кружна. Када је раствор базичан - на пример, када се дода натријум хидроксид - дволанчани молекули ДНК се одвајају. Ово је познато као денатурација. Њихове комплементарне основе више нису повезане једна с другом. Можете то замислити као две комплементарне стране патентног затварача. Када је ДНК дволанчана, патент затварач се затвара. Када је ДНК денатурисана, патент затварач није само отворен, већ су две нити потпуно одвојене једна од друге, као у јакни.
С друге стране, молекули плазмидне ДНК, иако у отвореном рајсфершлусу, нису одвојени. Кружне траке могу лако да пронађу своје комплементарне базе и да се "ренатуришу" назад у кружни дволанчани молекул ДНК плазмида, када раствор више није алкалан. Ово је једно од јединствених својстава плазмида, које омогућавају њихово одвајање од хромозомске ДНК. На тај начин се плазмидна ДНК са жељеним геном од интереса може уклонити и одвојити од нормалне хромозомске ДНК бактерије.
Улога натријум ацетата
Натријум такође може бити у облику натријум ацетата. Попут натријум хидроксида, натријум ацетат се користи за одвајање плазмидне ДНК од хромозомске ДНК, али по врло различитом механизму и у различито време од поступка екстракције ДНК.
Појединачне нити линеарне ДНК су нерастворљиве у физиолошким растворима. Таложе се, формирајући чврсту супстанцу.Додавањем натријум ацетата у растворе детерџента СДС формирају се чврсте крхотине ћелија, као и денатурисана хромозомска линеарна ДНК. ДНК кружног плазмида није растворљива у физиолошким растворима. Остаје у раствору, раздвајајући жељену плазмидну ДНК од остатка ДНК у ћелији.
Натријум хидроксид пружа основно решење за денатурацију и одвајање ДНК ланаца, како плазмидних, тако и хромозомских. Једном када ДНК више није у алкалном раствору, само се плазмидна ДНК може прегруписати. За одвајање денатурисане и „отворене“ хромозомске ДНК од ренатурисане и „затворене“ плазмидне ДНК, натријум ацетат се користи за селективно таложење хромозомске ДНК и других ћелијских остатака даље од дволанчане плазмидне ДНК.
Улога натријума у преципитацији ДНК
Исталожени хромозомски ДНК и остаци ћелија могу се уклонити из растворљиве плазмидне ДНК који се још увек налази у раствору центрифугирањем, брзим процесом предења који доводи до тога да се чврсте супстанце бацају на дно цеви у облику мале таблете , омогућавајући одвајање течности на врху која садржи плазмидну ДНК.
Затим се ова плазмидна ДНК може исталожити додавањем алкохола и соли у раствор. Често је пожељно таложити плазмидну ДНК да би се његова концентровала у раствору и вратила у раствор који помаже стабилизовању њене хемијске структуре. Сол која се користи за таложење плазмидне ДНК може бити натријум хлорид или натријум ацетат, на пример, али такође може бити амонијум ацетат или литијум хлорид.
Натријум је позитивно наелектрисани јон. У раствору натријум-хлорида - кухињске соли, на пример -, молекул натријум-хлорида се раздваја на натријум-јоне и хлоридне јоне. ДНК је, с друге стране, високо негативно наелектрисана. Високо негативно наелектрисање молекула ДНК неутралише позитивни натријумови јони у раствору. Ова неутрализација омогућава да се ДНК таложи у алкохолу. Без соли, ДНК остаје негативно наелектрисана и остаје у воденом делу раствора.
Ако се ова смеша центрифугира, исталожени плазмидни ДНК претвориће се у куглу на дну епрувете. Течни део се може уклонити, а ДНК се затим може вратити у раствор или поново суспендовати у другом раствору у жељеној концентрацији.
Натријум као део пуферског раствора
ДНК се обично ресуспендује у раствору који садржи Трис и ЕДТА. То се назива тампон решење. ЕДТА (етилендиамин тетрацетна киселина) је хемијска супстанца етилендиамин тетрацетна киселина, која у лабораторији обично постоји као динатријумова со, На2Ц10Х16Н2О8. Пуферски раствори се користе за спречавање драстичних промена пХ; у овом случају, Трис / ЕДТА задржава ДНК у раствору са пХ између 7,0 и 9,0.
