Tartalom

• Nátrium mint mosószer
• Nátrium, mint lúgos szer
• A nátrium-acetát szerepe
• A nátrium szerepe a DNS kicsapásában
• Nátrium a pufferoldat részeként

A DNS nem lebeg szabadon a sejtmagban. Számos különböző fehérjéhez kapcsolódik, és egy sejtmembránban rekedt. Az állati sejtekben a DNS-t egy magmembrán is tartalmazza. A DNS sejtből történő kinyeréséhez a membránokat és a hozzájuk tartozó fehérjéket először el kell távolítani, majd fizikailag el kell választani a DNS-től. A nátrium részt vehet a cél elérése érdekében tett számos lépésben.

Nátrium mint mosószer

A nátrium egy elem. Kémiai szimbóluma a Natrium-ból származó Na, a latin nátrium-szó. Ez pozitív ion, és gyakran társul negatív ionokkal hasznos vegyületek képződéséhez. Például, ha a nátriumionok a klórionokhoz kapcsolódnak, azok a nátrium-klorid vegyületet képezik, amely a közös konyhasó.

A DNS extrahálásához a nátrium többféle formáját alkalmazzák. A nátrium-dodecil-szulfát vagy SDS (az angol "nátrium-dodecil-szulfát" szóból) egy nátriumot tartalmazó mosószer. Kémiai képlete C12H25NaO4S, amelyben Na a nátriumot szimbolizálja. Mosószereket használnak a sejtfalak és a membránok megtörésére. Kémiailag úgy működnek, hogy lyukakat nyitnak a membránokban vagy a sejtfalakban.

Miután a lyukak kinyíltak a membránokban, mechanikusan megsemmisíthetők, akár egy turmixgéppel. Ezt követően könnyebb felvenni a sejt tartalmát, beleértve a DNS-t is.

Nátrium, mint lúgos szer

A nátrium-hidroxid egy másik nátriumtartalmú vegyület, amelyet sejtes DNS kivonására használnak. A nátrium-hidroxid kémiai képlete NaOH. Ez a vegyület bázis. A nátrium-hidroxid-oldat nagyon lúgos vagy lúgos. A nátrium-hidroxid úgy működhet, hogy fellazítja a sejtfal vagy a membrán merev szerkezetét, és ezáltal felszabadítja a DNS-t.

A plazmid DNS kivonására leggyakrabban nátrium-hidroxidot használnak. A baktériumok plazmid DNS-je általában a citoplazmában gyűrű alakú, elkülönítve a mag kromoszómális DNS-étől. Míg a kromoszomális DNS programozza a baktériumsejtek működését és folyamatait, a plazmid DNS gyakran genetikailag módosított DNS, amely egy adott gént vagy érdeklődésre számot tartó géneket kódol. A plazmidok nagyon értékes kutatási eszközök, a baktériumsejtek kivonása rutinszerű eljárás a laboratóriumokban.

A kromoszomális DNS és a baktériumok által fragmentált DNS elválasztásához a plazmid DNS-től gyakran nátrium-hidroxidot használnak. A kromoszomális és fragmentált DNS lineáris, míg a plazmid DNS kör alakú. Ha az oldat lúgos - például nátrium-hidroxid hozzáadásakor -, a kettős szálú DNS-molekulák elválnak. Ezt denaturációnak nevezik. Komplementer bázisaik már nem állnak kapcsolatban egymással. Úgy gondolhat rá, mint a cipzár két kiegészítő oldalára. Amikor a DNS kettős szálú, a cipzár zárva van. A DNS denaturálásakor a cipzár nemcsak nyitva van, hanem a két szál teljesen el van választva egymástól, akárcsak egy kabát.

Másrészt a plazmid DNS-molekulák, bár nyitott cipzárban vannak, nem különülnek el. A kör alakú csíkok könnyen megtalálják komplementer bázisaikat, és "újra renaturálódhatnak" önmagukban egy kör alakú kettős szálú plazmid DNS-molekulává, amint az oldat már nem lúgos. Ez a plazmidok egyedülálló tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy elválasszák őket a kromoszóma DNS-től. Ily módon a kívánt érdeklődésű gént tartalmazó plazmid DNS eltávolítható és elválasztható a baktérium normál kromoszóma DNS-étől.

A nátrium-acetát szerepe

A nátrium lehet nátrium-acetát formájában is. A nátrium-hidroxidhoz hasonlóan a nátrium-acetátot is felhasználják a plazmid DNS és a kromoszóma DNS elválasztására, de egészen más mechanizmussal és más időpontban, mint a DNS extrakciós eljárás.

A lineáris DNS egyetlen szála oldhatatlan sóoldatokban. Kicsapódnak, szilárd anyagot képezve.Ha nátrium-acetátot adunk az SDS detergens oldataihoz, akkor a sejtek törmelékéből szilárd anyag, valamint denaturált kromoszóma lineáris DNS képződik. A kör alakú plazmid DNS nem oldhatatlan sóoldatokban. Az oldatban marad, elválasztva a kívánt plazmid DNS-t a sejt többi DNS-étől.

A nátrium-hidroxid biztosítja a bázikus oldatot a DNS-szálak denaturálására és elválasztására, mind a plazmid, mind a kromoszóma szempontjából. Amint a DNS már nincs a lúgos oldatban, csak a plazmid DNS csoportosulhat át. A denaturált és a "nyitott" kromoszóma DNS-nek a renaturált és a "zárt" plazmid DNS-től való elkülönítéséhez nátrium-acetátot használnak a kromoszóma DNS és más sejttörmelék szelektív kicsapására a kettős szálú plazmid DNS-től.

A nátrium szerepe a DNS kicsapásában

A kicsapódott kromoszóma-DNS és a sejttörmelék centrifugálással eltávolítható a még oldatban lévő oldható plazmid DNS-ből, nagy sebességű centrifugálási folyamat, amelynek eredményeként a szilárd anyagokat egy kis pellet formájában a cső aljára dobják. lehetővé téve a plazmid DNS-t tartalmazó felső folyadék elválasztását.

Ezt a plazmid DNS-t azután alkohol és só hozzáadásával kicsaphatjuk az oldathoz. Gyakran kívánatos a plazmid DNS kicsapása annak mennyiségének az oldatban való koncentrálása érdekében, és az oldathoz való visszavezetése, amely segít stabilizálni kémiai szerkezetét. A plazmid DNS kicsapására használt só lehet például nátrium-klorid vagy nátrium-acetát, de lehet ammónium-acetát vagy lítium-klorid is.

A nátrium pozitív töltésű ion. Nátrium-klorid-oldatban - például asztali sóban - a nátrium-klorid molekula nátriumionokká és kloridionokká válik szét. A DNS viszont erősen negatív töltésű. A DNS-molekula magas negatív töltését az oldatban lévő pozitív nátriumionok semlegesítik. Ez a semlegesítés lehetővé teszi a DNS alkoholos kicsapódását. Só nélkül a DNS negatív töltésű marad, és az oldat vizes részében marad.

Ha ezt a keveréket centrifugáljuk, a kicsapódott plazmid DNS pelletté válik a cső alján. A folyékony részt eltávolíthatjuk, és a DNS-t visszahelyezhetjük oldatba, vagy újraszuszpendálhatjuk egy másik oldatban a kívánt koncentrációban.

Nátrium a pufferoldat részeként

A DNS-t általában Trisz és EDTA tartalmú oldatban szuszpendálják. Ezt pufferoldatnak nevezzük. Az EDTA (etilén-diamin-tetraecetsavból) az etilén-diamin-tetraecetsav kémiai anyag, amely a laboratóriumban általában dinátrium-sóként, Na2C10H16N2O8-ként létezik. Pufferoldatokat használnak a pH drasztikus változásainak megakadályozására; ebben az esetben a Tris / EDTA a DNS-t 7,0 és 9,0 közötti pH-jú oldatban tartja.