Saturs

• Nātrijs kā mazgāšanas līdzeklis
• Nātrijs kā sārmains līdzeklis
• Nātrija acetāta loma
• Nātrija loma DNS izgulsnēšanā
• Nātrijs kā daļa no buferšķīduma

DNS šūnas kodolā brīvi nepeld. Tas ir saistīts ar vairākiem dažādiem olbaltumvielām un ieslodzīts šūnu membrānā. Dzīvnieku šūnās DNS satur arī kodola membrāna. Lai ekstrahētu DNS no šūnas, vispirms ir jānoņem membrānas un saistītie proteīni un pēc tam fiziski jānodala no DNS. Nātrijs var būt iesaistīts vairākos soļos, kas veikti šī mērķa sasniegšanai.

Nātrijs kā mazgāšanas līdzeklis

Nātrijs ir elements. Tās ķīmiskais simbols ir Na, no Natrium, latīņu valoda - nātrijs. Tas ir pozitīvs jons un bieži vien asociējas ar negatīvajiem joniem, veidojot derīgus savienojumus. Piemēram, pievienojot nātrija jonus hlora joniem, tie veido nātrija hlorīda savienojumu, kas ir parastais galda sāls.

DNS ekstrahēšanā tiek izmantotas vairākas dažādas nātrija formas. Nātrija dodecilsulfāts vai SDS (no angļu valodas "nātrija dodecilsulfāts") ir mazgāšanas līdzeklis, kas satur nātriju. Tam ir ķīmiskā formula C12H25NaO4S, kurā Na simbolizē nātriju. Mazgāšanas līdzekļus izmanto, lai salauztu šūnu sienas un membrānas. Tie darbojas ķīmiski, atverot caurumus membrānās vai šūnu sienās.

Kad membrānās ir atvērti caurumi, tos var iznīcināt mehāniski, tāpat kā ar blenderi. Pēc tam ir vieglāk paņemt šūnas saturu, ieskaitot DNS.

Nātrijs kā sārmains līdzeklis

Nātrija hidroksīds ir vēl viens nātriju saturošs savienojums, ko izmanto šūnu DNS iegūšanai. Nātrija hidroksīda ķīmiskā formula ir NaOH. Šis savienojums ir bāze. Nātrija hidroksīda šķīdums ir ļoti bāzisks vai sārmains. Nātrija hidroksīds var darboties, atbrīvojot šūnu sienas vai membrānas stingro struktūru un tādējādi atbrīvojot DNS.

Nātrija hidroksīdu visbiežāk izmanto plazmīdas DNS iegūšanai. Plazmīdā DNS baktērijās citoplazmā parasti ir gredzenveida, atdalīta no kodola hromosomu DNS. Kamēr hromosomu DNS programmē baktēriju šūnu funkcijas un procesus, plazmīdā DNS bieži ir ģenētiski modificēta DNS, kas kodē konkrētu interesējošu gēnu vai gēnus. Plazmīdi ir ļoti vērtīgi pētniecības instrumenti, un to baktēriju šūnu iegūšana ir ikdienišķa procedūra laboratorijās.

Lai atdalītu hromosomu DNS un baktēriju fragmentēto DNS no plazmīdās DNS, bieži izmanto nātrija hidroksīdu. Hromosomu un fragmentētā DNS ir lineāra, savukārt plazmīdā DNS ir apļveida. Kad šķīdums ir bāzisks - piemēram, pievienojot nātrija hidroksīdu -, atdalās divkāršu DNS molekulas. To sauc par denaturāciju. Viņu savstarpēji papildinošās bāzes vairs nav saistītas. Jūs to varat iedomāties kā divas rāvējslēdzēja papildinošās puses. Kad DNS ir divējāda, rāvējslēdzējs ir aizvērts. Kad DNS ir denaturēts, rāvējslēdzējs ir ne tikai atvērts, bet abi pavedieni ir pilnībā atdalīti viens no otra, piemēram, jaka.

No otras puses, plazmīdās DNS molekulas, kaut arī atvērtā rāvējslēdzējā, nav atdalītas. Apļveida sloksnes var viegli atrast to papildinošās bāzes un "atjaunot" sevi atkal cirkulārā divšķiedru plazmīdas DNS molekulā, tiklīdz šķīdums vairs nav sārmains. Šī ir viena no plazmīdu unikālajām īpašībām, kas ļauj tos atdalīt no hromosomu DNS. Tādā veidā plazmīdo DNS ar vēlamo interesējošo gēnu var noņemt un atdalīt no baktērijas normālās hromosomu DNS.

Nātrija acetāta loma

Nātrijs var būt arī nātrija acetāta formā. Tāpat kā nātrija hidroksīds, nātrija acetāts tiek izmantots, lai palīdzētu atdalīt plazmīdo DNS no hromosomu DNS, taču ar ļoti atšķirīgu mehānismu un citā laikā nekā DNS ekstrakcijas procedūra.

Atsevišķi lineāras DNS pavedieni nešķīst sāls šķīdumos. Viņi nogulsnējas, veidojot cietu vielu.Nātrija acetāta pievienošana SDS mazgāšanas līdzekļu šķīdumiem veido šūnu atliekas, kā arī denaturētu hromosomu lineāro DNS. Apļveida plazmīdā DNS nešķīst fizioloģiskos šķīdumos. Tas paliek šķīdumā, atdalot vēlamo plazmīda DNS no pārējās šūnā esošās DNS.

Nātrija hidroksīds nodrošina pamata šķīdumu, lai denaturētu un atdalītu gan plazmīdas, gan hromosomu DNS virknes. Kad DNS vairs nav sārmainā šķīdumā, pārgrupēties var tikai plazmīdā esošā DNS. Lai atdalītu denaturētu un "atvērtu" hromosomu DNS no renaturētas un "slēgtas" plazmīdas DNS, nātrija acetātu izmanto, lai selektīvi izgulsnētu hromosomu DNS un citus šūnu atliekas prom no divšķautņainas plazmīdas DNS.

Nātrija loma DNS izgulsnēšanā

Nogulsnēto hromosomu DNS un šūnu atliekas no šķīdumā esošās šķīstošās plazmīdās DNS var noņemt, veicot centrifugēšanu - ātrgaitas vērpšanas procesu, kas liek cietām daļiņām izmest caurules dibenu mazas tabletes veidā. , ļaujot atdalīt šķidrumu augšpusē, kas satur plazmīda DNS.

Pēc tam šo plazmīdo DNS var nogulsnēt, šķīdumam pievienojot spirtu un sāli. Bieži vien ir vēlams nogulsnēt plazmīdo DNS, lai koncentrētu tā daudzumu šķīdumā un atgrieztu to šķīdumā, kas palīdz stabilizēt tā ķīmisko struktūru. Sāls, ko izmanto plazmīdās DNS izgulsnēšanai, var būt, piemēram, nātrija hlorīds vai nātrija acetāts, bet tas var būt arī amonija acetāts vai litija hlorīds.

Nātrijs ir pozitīvi uzlādēts jons. Nātrija hlorīda šķīdumā - piemēram, galda sālī - nātrija hlorīda molekula atdalās nātrija jonos un hlorīda jonos. Savukārt DNS ir ļoti negatīvi uzlādēts. DNS molekulas augsto negatīvo lādiņu neitralizē šķīdumā esošie pozitīvie nātrija joni. Šī neitralizācija ļauj DNS nogulsnēties spirtā. Bez sāls DNS paliek negatīvi lādēts un paliek šķīduma ūdens daļā.

Ja šo maisījumu centrifugē, nogulsnētā plazmīdā DNS caurules apakšpusē pārvērtīsies par granulu. Šķidro daļu var noņemt, un pēc tam DNS var atkal ievietot šķīdumā vai atkārtoti suspendēt citā šķīdumā vēlamajā koncentrācijā.

Nātrijs kā daļa no buferšķīduma

DNS parasti atkārtoti suspendē šķīdumā, kas satur Trisu un EDTA. To sauc par buferšķīdumu. EDTA (no etilēndiamīna tetraetiķskābes) ir ķīmiskā viela etilēndiamīna tetraetiķskābe, kas laboratorijā parasti pastāv kā dinātrija sāls Na2C10H16N2O8. Buferšķīdumus izmanto, lai novērstu krasas pH izmaiņas; šajā gadījumā Tris / EDTA saglabā DNS šķīdumā, kura pH ir no 7,0 līdz 9,0.