كيف ترسب الأيزوبروبانول الحمض النووي: المبادئ والتطبيقات

في تجارب البيولوجيا الجزيئية ، يعد استخراج الحمض النووي وتنقيته خطوة حاسمة. من أجل استخراج الحمض النووي النقي من الخلايا أو الأنسجة ، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى كواشف كيميائية وطرق تشغيل مختلفة. ترسيب الأيزوبروبانول هو تقنية ترسيب الحمض النووي الشائعة والفعالة ، والتي تستخدم على نطاق واسع في التجارب البيولوجية المختلفة. كيف ترسب الأيزوبروبانول الحمض النووي ؟ تقدم هذه المقالة تفاصيل عن مبادئها وخطوات عملها وتطبيقاتها.

مبدأ ترسيب الحمض النووي من الأيزوبروبانول

يتكون الحمض النووي من سلاسل طويلة من جزيئات الحمض النووي ، والتي عادة ما تذوب في الماء أو المحاليل المالحة. عند إضافة الأيزوبروبانول ، يتم تغيير قطبية المحلول بشكل كبير. تجعل الخصائص غير القطبية للأيزوبروبانول جزيئات الحمض النووي تفقد ترطيبها تدريجيًا ، مما يؤدي إلى انخفاض قابلية ذوبان الحمض النووي في المحلول. في هذا الوقت ، تتجمع جزيئات الحمض النووي وتستقر.

يلعب الأيزوبروبانول دورين رئيسيين في عملية ترسيب الحمض النووي:

1. تأثير إزالة الاستقطاب: تؤدي إضافة الأيزوبروبانول إلى تقليل قطبية الماء ، مما يجعل من المستحيل الاحتفاظ بجزيئات الحمض النووي في المحلول ، وبالتالي تعزيز هطول الأمطار.
2. مساعدة من أيونات الملح: عند استخراج الحمض النووي ، عادة ما تتم إضافة الأملاح (مثل كلوريد الصوديوم أو كلوريد الأمونيوم). وتتمثل وظيفة الملح في تحييد الشحنة السالبة على جزيء الحمض النووي ، وتقليل الرفض الكهروستاتيكي بين الجزيئات ، مما يجعل الحمض النووي أسهل في التجميع والترسيب.

خطوات التشغيل: كيفية ترسيب الحمض النووي مع الأيزوبروبانول

الخطوات التجريبية لترسيب الحمض النووي باستخدام الأيزوبروبانول بسيطة نسبيًا ، ولكنها تتطلب تحكمًا دقيقًا في ظروف المحلول. فيما يلي عملية التشغيل القياسية:

1. تحضير محلول الحمض النووي: أولاً ، يتم استخراج الحمض النووي من الخلايا أو الأنسجة ، وعادة ما يتم استخدام سائل التكسير (مثل تريس ، EDTA ، NaCl ، إلخ) لتدمير غشاء الخلية وإطلاق الحمض النووي. ثم ، تتم إزالة شظايا الخلايا عن طريق الطرد المركزي ، ويتم الحصول على Clearing.
2. إضافة محلول ملحي: من أجل تعزيز تأثير ترسيب الحمض النووي ، أضف كمية مناسبة من محلول الملح إلى السائل العلوي. الأملاح الشائعة الاستخدام هي كلوريد الصوديوم (NaCl) أو كلوريد الأمونيوم (NH4Cl) ، والتي يمكن أن تساعد جزيئات الحمض النووي على تحييد الشحنة السالبة وتحسين كفاءة ترسيب الحمض النووي.
3. إضافة الأيزوبروبانول: أضف الأيزوبروبانول الذي يساوي أو يقترب من المحلول إلى محلول الحمض النووي ، وامزجه برفق. في هذا الوقت ، ستبدأ جزيئات الحمض النووي في الترسيب.
4. جمع ترسيب الحمض النووي بالطرد المركزي: ضع المحلول المختلط في جهاز طرد مركزي ، مع الطرد المركزي بسرعة منخفضة ، عادة 8000-12000 دورة في الدقيقة ، حوالي 10-15 دقيقة. في هذا الوقت ، يظهر ترسيب الحمض النووي في الجزء السفلي من أنبوب الطرد المركزي.
5. التنظيف والذوبان: قم بإزالة المطهر بعناية وغسل رواسب الحمض النووي بنسبة 70 ٪ من الإيثانول لإزالة الملح المتبقي والشوائب الأخرى. أخيرًا ، تم إذابة الترسيب في محلول مناسب (مثل عازلة TE أو الماء) للتحليل اللاحق.

مزايا وقيود الأيزوبروبانول ترسيب الحمض النووي

المزايا

1. بسيطة وسهلة: طريقة ترسيب الأيزوبروبانول بسيطة ولا تتطلب معدات معقدة.
2. الكفاءة العالية: في ظل ظروف التركيز المناسب للملح ، يمكن للأيزوبروبانول ترسيب الحمض النووي بشكل فعال بدرجة نقاء عالية ، وهو مناسب لمعظم تجارب استخراج الحمض النووي.
3. تكلفة منخفضة: بالمقارنة مع طرق تنقية الحمض النووي الأخرى ، فإن الأيزوبروبانول أقل تكلفة للاستخدام ومناسب للمختبرات الصغيرة والمتوسطة.

القيود

1. يمكن أن يسبب التلوثإذا لم يتم تشغيل التجربة بشكل صحيح ، فقد يتسبب ذلك في تدهور الحمض النووي أو جلب شوائب أخرى.
2. لا ينطبق على جميع العينات: قد يكون من الصعب استرداد الحمض النووي في بعض العينات الخاصة بسبب الترسيب المفرط ، أو لأن العينات تحتوي على مواد أخرى غير قابلة للذوبان ، يكون تأثير الترسيب ضعيفًا.

أسئلة شائعة في التجارب: أسباب فشل الحمض النووي المترسب من الأيزوبروبانول

على الرغم من أن ترسيب الأيزوبروبانول شائع جدًا في استخراج الحمض النووي ، إلا أن هناك أيضًا حالات فشل الترسيب. تشمل الأسباب الشائعة ما يلي:

1. تركيز الملح غير مناسب: قد يؤدي تركيز الملح المنخفض للغاية إلى ترسيب غير مكتمل لجزيئات الحمض النووي ؛ قد يؤدي التركيز المفرط للملح إلى ترسيب الحمض النووي غير المكتمل مع الكثير من الملح.
2. نسبة الأيزوبروبانول خاطئة: نسبة غير صحيحة من حجم الأيزوبروبانول إلى المحلول قد تؤثر على تأثير ترسيب الحمض النووي. بشكل عام ، يجب أن يكون حجم الأيزوبروبانول ضعف حجم محلول الحمض النووي.
3. سرعة الطرد المركزي غير كافية: سرعة الطرد المركزي منخفضة للغاية أو الوقت قصير جدًا ، مما قد يؤدي إلى عدم ترسيب الحمض النووي بالكامل. يجب التأكد من أن ظروف الطرد المركزي صارمة بما يكفي لضمان استعادة الحمض النووي بشكل فعال.

ملخص

يعد استخراج الحمض النووي عن طريق ترسيب الأيزوبروبانول طريقة سهلة وفعالة. إن فهم مبدأ كيفية ترسيب الأيزوبروبانول للحمض النووي ، وإتقان خطوات التشغيل الصحيحة ، والتغلب على المشكلات التجريبية المحتملة يمكن أن يساعد الباحثين على استخراج الحمض النووي وتنقيته بشكل أفضل. على الرغم من أن هذه الطريقة تستخدم على نطاق واسع في العديد من التجارب ، إلا أنها تحتاج أيضًا إلى ضبط تفاصيل التشغيل وفقًا لمتطلبات التجربة المحددة للحصول على عينات الحمض النووي عالية الجودة.