Как изопропанол осаждает ДНК? Подробное объяснение его принципов и приложений

Извлечение и очистка ДНК является важным шагом в экспериментах по молекулярной биологии. Изопропанол широко используется в качестве обычно используемого осадителя в процессе экстракции ДНК. Как изопропанол осаждает ДНК? Как это помогло ученым извлечь и очистить ДНК? В этой статье подробно анализируются принципы этого процесса и обсуждается его применение в экстракции ДНК.

1. Основные принципы осаждения ДНК

Осаждение ДНК относится к процессу, при котором ДНК осаждается из раствора с образованием твердых частиц путем изменения окружающей среды раствора в определенных условиях. Обычно используемые осадители включают этанол и изопропанол. При экстракции ДНК изопропанол часто используется в качестве осадителя, и его действие основано на следующих принципах:

• Уменьшает полярность раствора: сама молекула ДНК несет отрицательный заряд, а в водном растворе молекулы воды взаимодействуют с молекулами ДНК посредством водородных связей. После добавления изопропанола он снижает полярность раствора и ослабляет взаимодействие между молекулой ДНК и растворителем, в результате чего молекула ДНК больше не растворяется и образуется осадок.

• Удаление воды: изопропанол взаимодействует с молекулами воды в водном растворе, уменьшая количество воды, ослабляя электростатическое отталкивание между молекулами ДНК, побуждая молекулы ДНК собираться друг с другом и осаждаться.

2. Экспериментальные этапы осаждения ДНК изопропанола

Конкретные этапы того, как изопропанол осаждает ДНК при экстракции ДНК, обычно следующие:

1. Лизис клеток: клетки разрушаются путем лизиса клеток или механическими методами, высвобождая ДНК.

2. Удаление примесей: соли, фенолы и другие методы используются для удаления белков и других примесей в клетках, оставляя свободную ДНК.

3. Добавляют изопропанол: к раствору ДНК добавляют равный объем изопропанола и аккуратно перемешивают. Поскольку изопропанол снижает полярность раствора, молекулы ДНК начинают осаждаться из раствора.

4. ДНК собирали центрифугированием: осажденные молекулы ДНК собирали в нижней части трубки путем центрифугирования для удаления надосадочной жидкости.

5. Промывание и растворение: осажденную ДНК промывают 70% изопропанолом, после удаления примесей очищенную ДНК в конечном итоге растворяют в соответствующем буфере или воде.

Благодаря этому процессу ДНК может быть выделена из сложных биологических образцов для получения чистых образцов ДНК.

3. Преимущества и проблемы изопропанола в осаждении ДНК

Преимущество

• Высокоэффективное осаждение ДНК: изопропанол обычно может получать более полные молекулы ДНК при осаждении ДНК. По сравнению с этанолом изопропанол имеет более высокую эффективность осаждения и лучшее извлечение ДНК.

• Более низкая токсичность: по сравнению с другими органическими растворителями изопропанол менее токсичен, безопасен при использовании и прост в обращении.

• Широкий спектр применения: метод осаждения изопропанола подходит для различных биологических образцов, включая бактерии, растения, ткани животных и т. Д.

Проблемы

Хотя метод осаждения изопропанола имеет много преимуществ, существуют также некоторые проблемы:

• Различия в растворимости: могут быть различия в чистоте изопропанола в разных партиях, поэтому в процессе осаждения ДНК это может быть затронуто, что приводит к непоследовательному извлечению ДНК.

• Целостность осаждения: при неправильной манипуляции осадок ДНК может быть смешан с другими примесями, влияя на последующие экспериментальные результаты. Поэтому этап стирки является критическим.

4. Практическое применение изопропанола для осаждения ДНК

Изопропанол для осаждения ДНК широко используется, особенно в областях молекулярного клонирования, геномных исследований и судебной медицины. Общие приложения включают в себя:

• Экстракция ДНК: Метод осаждения изопропанола обеспечивает простой и эффективный метод извлечения ДНК из образца клетки или ткани.

• Геномный анализ: при проведении геномных исследований необходимо извлечение высококачественных образцов ДНК. Использование изопропанола для осаждения позволяет получить чистую ДНК, что обеспечивает точность последующего анализа.

• Эксперименты по ПЦР и клонированию: Извлеченные образцы ДНК могут быть использованы в полимеразной цепной реакции (ПЦР) или экспериментах по клонированию генов. Осаждение изопропанола обеспечивает чистоту ДНК и помогает повысить успешность эксперимента.

5. Резюме

Как изопропанол осаждает ДНК? Это в основном уменьшает полярность раствора, так что молекулы ДНК больше не растворяются, а затем осаждаются. Метод осаждения изопропанола не только эффективен и прост, но и имеет широкий спектр применения, широко используется в экстракции и очистке ДНК. Несмотря на то, что во время использования существуют некоторые проблемы, благодаря правильным операционным шагам вероятность успешного извлечения ДНК может быть максимизирована, что гарантирует достоверность экспериментальных результатов.