15.9: عزل الحمض النووي DNA
الحمض النووي مطلوب من الخلايا للعديد من تطبيقات التكنولوجيا الحيوية والبحث ، مثل الاستنساخ الجزيئي. لإزالة وتنقية الحمض النووي من الخلايا ، يستخدم الباحثون طرقاً مختلفة لاستخراج الحمض النووي. في حين أن تفاصيل البروتوكولات المختلفة قد تتنوع ، فإن بعض المفاهيم العامة تكمن وراء عملية استخلاص الحمض النووي.
العملية
أولاً ، تحتاج الخلايا إلى أن تُحل _ كسر مفتوح _ لتحرير الحمض النووي في المحلول. يمكن أن تُحل الخلايا فيزيائياً باستخدام معدات مثل المجانس ، أو جهاز الصوت ، أو الخافق بالخرز ، والذي يطحن أو يستخدم القوة لكسر الخلايا لفتحها. في كثير من الأحيان ، يتم إضافة مواد مثل المنظفات أثناء التحلل لتعطيل أغشية الخلايا الدهنية كيميائياً ؛ مما يساعد على إطلاق الحمض النووي من النواة والخلية. الدوران في جهاز الطرد المركزي يرسب حطام الخلية إلى أسفل ، ويتم جمع المحللة _ المحتوية على مواد خلوية _ لمزيد من المعالجة.
يجب بعد ذلك فصل الحمض النووي عن الجزيئات الخلوية الأخرى ، مثل الحمض النووي الريبي والبروتينات. لذلك ، غالباً ما تتم إضافة إنزيمات مثل RNase و بروتينيز K أثناء التحلل أو بعده لتحطيم الحمض النووي الريبي والبروتينات ، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم المذيبات العضوية مثل الفينول والكلوروفورم بشكل شائع لفصل الحمض النووي عن البروتين. عادةً ما يتم تدوير العينة باستخدام الفينول_كلوروفورم ثم طردها بالطرد المركزي لفصل الأجزاء المائية والعضوية في الأنبوب. يمكن بعد ذلك إزالة الجزء المائي المحتوي على الحمض النووي في الجزء العلوي ، تاركاً البروتين في الجزء العضوي.
غالباً ما تُضاف الأملاح أثناء استخلاص الحمض النووي لتثبيت الحمض النووي والمساعدة في إخراجه من المحلول. تتمثل الطريقة القياسية لترسيب الحمض النووي في إضافة كحول مثلج مثل الإيثانول أو الأيزوبروبانول إلى العينة. يؤدي هذا إلى تكوين الحمض النووي لترسبات بيضاء ضبابية داخل السائل في الأنبوب.
تُدار العينة بعد ذلك في جهاز طرد مركزي ، مما يتسبب في تراكم الحمض النووي في قاع الأنبوب على شكل حبيبات. يتم غسل الحبيبات بإزالة السائل ، والغسيل بالكحول ، وتدويره مرة أخرى. بعد الغسل النهائي ، يتم إعادة تعليق الحبيبات في مخزن مؤقت _ مما يخلق محلولاً مائياً من الحمض النووي المنقى جاهزاً للدراسة أو الاستخدام في التكنولوجيا الحيوية.
