DNA 분리

세포의 DNA는 분자 클로닝(molecular cloning)과 같은 많은 생명공학 및 연구 응용에 필요합니다. 세포에서 DNA를 분리하고 정제하기 위해, 과학자들은 다양한 DNA 추출(DNA extraction) 방법을 사용합니다. DNA 추출 프로토콜 간 세부사항은 다를 수 있지만, 일부 일반적인 개념은 같습니다.

과정

먼저 DNA를 용액으로 방출하려면 세포를 용해(lyse; 부셔서 엶)해야 합니다. 세포는 균질기(homogenizer), 소니케이터(sonicator; 초음파분산기) 또는 비드 비터(bead beater)와 같은 장비를 사용하여 물리적으로 용해할 수 있으며 이 같은 장비는 세포를 갈거나 힘을 가해 세포를 부숩니다. 종종 세제(detergent)와 같은 물질이 용해 중에 첨가되어 지질 기반 세포막을 화학적으로 파괴하고 핵과 세포에서 DNA를 방출하는 데 도움을 줍니다. 원심분리기(centrifuge)를 사용해 세포 파편을 바닥에 분리시키고 세포 물질(DNA 포함)을 함유한 용해물(lysate)은 모아서 추가 처리를 합니다.

DNA는 RNA와 단백질과 같은 다른 세포 분자와 분리되어야 합니다. 따라서, 리보핵산가수분해효소(ribonuclease, 줄여서 RNAase)와 단백질분해효소(proteinase)인 Proteinase K와 같은 효소가 RNA와 단백질을 분해하기 위해 용해 중에 또는 용해 후에 첨가됩니다. 또한 페놀(phenol)이나 클로로폼(chloroform)과 같은 유기 용매가 DNA와 단백질을 분리하는 데 사용됩니다. 일반적으로 샘플은 페놀-클로로폼과 함께 볼텍스 믹서(vortex mixer)로 혼합한 다음 원심분리하여 수상(aqueous phase)과 유기상(organic phase)으로 분리합니다. 그다음 상단의 DNA 함유 수상을 피펫(pipette; 파이펫)으로 추출하고, 단백질은 유기상에 남겨둡니다.

DNA를 안정시키고 용액에서 침전시키는 것을 돕기 위해 종종 염(salt)이 DNA 추출 중에 첨가됩니다. DNA 침전(DNA precipitation)의 표준 방법은 에탄올(ethanol)이나 이소프로판올(isopropanol; 아이소프로판올)과 같은 알코올을 얼음에 차게 식혀 샘플에 추가하는 것입니다. 이것은 DNA가 튜브 안의 액체 안에서 하얗고 탁한 침전물을 형성하게 합니다.

그런 다음 샘플을 원심분리기에 돌려 DNA 침전물이 튜브 바닥에 알갱이(pellet)로 모이게 합니다. 이 알갱이는 위에 분리된 액체를 제거하고 알갱이를 알코올로 세척한 다음 다시 원심분리기에 돌리고 재세척합니다. 최종 세척 후, 알갱이를 버퍼에 다시 녹여 생명공학에서 연구에 사용될 준비가 된 정제된 DNA를 함유한 수용액을 만듭니다.