Sisu

• Naatrium pesuvahendina
• Naatrium kui leeliseline aine
• Naatriumatsetaadi roll
• Naatriumi roll DNA sadestumisel
• Naatrium puhverlahuse osana

DNA ei hõlju rakutuumas vabalt. Seda seostatakse paljude erinevate valkudega ja see on rakumembraanis kinni. Loomarakkudes sisaldab DNA ka tuumamembraan. Rakust DNA eraldamiseks tuleb kõigepealt eemaldada membraanid ja nendega seotud valgud ning seejärel DNA-st füüsiliselt eraldada. Naatrium võib selle eesmärgi saavutamiseks olla seotud mitmete sammudega.

Naatrium pesuvahendina

Naatrium on element. Selle keemiline sümbol on Naatriumist pärit Na, ladinakeelne sõna naatrium. See on positiivne ioon ja seostub kasulike ühendite moodustamiseks sageli negatiivsete ioonidega. Näiteks kui naatriumioonid on klooriioonide külge kinnitatud, moodustavad nad naatriumkloriidi ühendi, mis on tavaline lauasool.

DNA ekstraheerimisel kasutatakse mitut erinevat naatriumi vormi. Naatriumdodetsüülsulfaat ehk SDS (ingliskeelsest "naatriumdodetsüülsulfaadist") on pesuvahend, mis sisaldab naatriumi. Selle keemiline valem on C12H25NaO4S, milles Na sümboliseerib naatriumi. Pesuaineid kasutatakse rakuseinte ja membraanide purustamiseks. Need toimivad keemiliselt, avades membraanides või rakuseintes augud.

Kui augud on membraanides avanenud, saab neid mehaaniliselt hävitada nagu blenderiga. Pärast seda on raku sisu, sealhulgas DNA, lihtsam võtta.

Naatrium kui leeliseline aine

Naatriumhüdroksiid on veel üks naatriumi sisaldav ühend, mida kasutatakse rakulise DNA eraldamiseks. Naatriumhüdroksiidi keemiline valem on NaOH. See ühend on alus. Naatriumhüdroksiidi lahus on väga aluseline või leeliseline. Naatriumhüdroksiid võib toimida, vabastades rakuseina või membraani jäiga struktuuri ja vabastades seeläbi DNA.

Naatriumhüdroksiidi kasutatakse kõige sagedamini plasmiidi DNA eraldamiseks. Bakterite plasmiidne DNA on tsütoplasmas tavaliselt rõngakujuline, tuumas olevast kromosomaalsest DNA-st eraldi. Kui kromosomaalne DNA programmeerib bakteriraku funktsioone ja protsesse, on plasmiidne DNA sageli geneetiliselt muundatud DNA, mis kodeerib konkreetset huvipakkuvat geeni või geene. Plasmiidid on väga väärtuslikud uurimisvahendid ja nende bakterirakkude eraldamine on laborites tavapärane protseduur.

Kromosomaalse DNA ja bakterite fragmenteerunud DNA eraldamiseks plasmiidi DNA-st kasutatakse sageli naatriumhüdroksiidi. Kromosomaalne ja killustatud DNA on lineaarne, samas kui plasmiidne DNA on ümmargune. Kui lahus on aluseline - näiteks naatriumhüdroksiidi lisamisel -, eralduvad kaheahelalised DNA molekulid. Seda nimetatakse denatureerimiseks. Nende täiendavad alused ei ole enam omavahel seotud. Võite mõelda sellest kui tõmbluku kahest täiendavast küljest. Kui DNA on kaheahelaline, on lukk suletud. Kui DNA on denatureeritud, pole tõmblukk mitte ainult avatud, vaid need kaks kiudu on üksteisest täielikult eraldatud, nagu jope.

Teisest küljest ei eraldata plasmiidse DNA molekule, kuigi need on avatud tõmblukuga. Ümmargused ribad leiavad hõlpsasti oma komplementaarsed alused ja "renatureeruvad" uuesti ümmarguseks kaheahelaliseks plasmiidse DNA molekuliks, kui lahus pole enam aluseline. See on üks plasmiidide ainulaadseid omadusi, mis võimaldab neid kromosomaalsest DNA-st eraldada. Sel viisil saab soovitud huvipakkuva geeniga plasmiidi DNA eemaldada ja eraldada bakteri normaalsest kromosomaalsest DNA-st.

Naatriumatsetaadi roll

Naatrium võib olla ka naatriumatsetaadi kujul. Nagu naatriumhüdroksiid, kasutatakse ka naatriumatsetaati plasmiidse DNA eraldamiseks kromosomaalsest DNA-st, kuid väga erineva mehhanismiga ja erineval ajal kui DNA ekstraheerimise protseduur.

Lineaarse DNA üksikud ahelad ei lahustu soolalahustes. Nad sadestuvad, moodustades tahke aine.Naatriumatsetaadi lisamine SDS-i detergendilahustesse moodustab rakujääkidest tahke aine, samuti denatureeritud kromosomaalse lineaarse DNA. Ringikujuline plasmiidne DNA ei lahustu soolalahustes. See jääb lahusesse, eraldades soovitud plasmiidse DNA ülejäänud rakus olevast DNA-st.

Naatriumhüdroksiid annab põhilahuse nii plasmiidi kui ka kromosoomi DNA ahelate denatureerimiseks ja eraldamiseks. Kui DNA pole enam leeliselises lahuses, saab ainult plasmiidne DNA uuesti rühmitada. Denatureeritud ja "avatud" kromosomaalse DNA eraldamiseks renatureeritud ja "suletud" plasmiidi DNA-st kasutatakse naatriumatsetaati kromosomaalse DNA ja muude rakujäänuste selektiivseks sadestamiseks kaheahelalisest plasmiid-DNA-st.

Naatriumi roll DNA sadestumisel

Sadestunud kromosomaalse DNA ja rakujäägid saab lahuses olevast lahustuvast plasmiid-DNA-st eemaldada tsentrifuugimise teel - kiire ketrusprotsess, mis põhjustab tahke aine viskamise toru põhja väikese pelleti kujul. , lastes eraldada plasmiidi DNA-d sisaldava vedeliku ülaosas.

Selle plasmiidi DNA saab seejärel sadestada, lisades lahusele alkoholi ja soola. Sageli on soovitav plasmiidne DNA sadestada, et selle kogus lahuses kontsentreerida ja viia see tagasi lahuseni, mis aitab stabiliseerida selle keemilist struktuuri. Plasmiidi DNA sadestamiseks kasutatav sool võib olla näiteks naatriumkloriid või naatriumatsetaat, kuid see võib olla ka ammooniumatsetaat või liitiumkloriid.

Naatrium on positiivselt laetud ioon. Naatriumkloriidi lahuses - näiteks lauasoolas - eraldub naatriumkloriidi molekul naatriumioonideks ja kloriidioonideks. DNA on seevastu väga negatiivselt laetud. DNA molekuli kõrge negatiivse laengu neutraliseerivad lahuses olevad positiivsed naatriumioonid. See neutraliseerimine võimaldab DNA-l alkoholis sadestuda. Ilma soolata jääb DNA negatiivselt laetud ja jääb lahuse vesisesse ossa.

Kui seda segu tsentrifuugitakse, muutub sadestunud plasmiidne DNA toru põhjas graanuliteks. Vedel osa saab eemaldada ja DNA võib seejärel uuesti lahusesse panna või uuesti suspendeerida soovitud kontsentratsiooniga teises lahuses.

Naatrium puhverlahuse osana

DNA suspendeeritakse tavaliselt uuesti Tris ja EDTA sisaldavas lahuses. Seda nimetatakse puhverlahuseks. EDTA (etüleendiamiintetraäädikhape) on keemiline aine etüleendiamiintetraäädikhape, mis esineb laboris tavaliselt dinaatriumsoolana Na2C10H16N2O8. PH drastiliste muutuste vältimiseks kasutatakse puhverlahuseid; sel juhul hoiab Tris / EDTA DNA-d lahuses, mille pH on vahemikus 7,0–9,0.