Turinys

• Natris kaip ploviklis
• Natris kaip šarminis agentas
• Natrio acetato vaidmuo
• Natrio vaidmuo nusodinant DNR
• Natris kaip buferinio tirpalo dalis

DNR laisvai neplaukia ląstelės branduolyje. Jis susijęs su daugybe skirtingų baltymų ir įstrigęs ląstelės membranoje. Gyvūnų ląstelėse DNR taip pat yra branduolio membrana. Norint išgauti DNR iš ląstelės, pirmiausia reikia pašalinti membranas ir susijusius baltymus, o tada fiziškai atskirti nuo DNR. Natris gali būti susijęs su keletu veiksmų, kurių imtasi norint pasiekti šį tikslą.

Natris kaip ploviklis

Natris yra elementas. Jo cheminis simbolis yra Na, kilęs iš Natrium, lotyniškas natrio žodis. Tai yra teigiamas jonas ir dažnai susiejamas su neigiamais jonais, kad susidarytų naudingi junginiai. Pavyzdžiui, kai natrio jonai yra prijungti prie chloro jonų, jie sudaro natrio chlorido junginį, kuris yra įprasta valgomoji druska.

DNR ekstrahavimui naudojamos kelios skirtingos natrio formos. Natrio dodecilsulfatas arba SDS (iš anglų kalbos „natrio dodecilsulfatas“) yra ploviklis, kuriame yra natrio. Jo cheminė formulė yra C12H25NaO4S, kurioje Na simbolizuoja natrį. Plovikliai naudojami ląstelių sienelėms ir membranoms suskaidyti. Jie veikia chemiškai, atidarydami skylutes membranose ar ląstelių sienelėse.

Atidarius skylutes membranose, jas galima sunaikinti mechaniškai, kaip ir maišytuvu. Po to lengviau paimti ląstelės turinį, įskaitant DNR.

Natris kaip šarminis agentas

Natrio hidroksidas yra dar vienas natrio junginys, naudojamas ląstelių DNR išskirti. Cheminė natrio hidroksido formulė yra NaOH. Šis junginys yra pagrindas. Natrio hidroksido tirpalas yra labai bazinis arba šarminis. Natrio hidroksidas gali veikti atlaisvindamas standžią ląstelės sienelės ar membranos struktūrą ir taip išlaisvindamas DNR.

Natrio hidroksidas dažniausiai naudojamas plazmidės DNR išskirti. Plazmidinė DNR bakterijose dažniausiai yra žiedo formos citoplazmoje, atskirta nuo branduolio chromosomų DNR. Nors chromosomų DNR programuoja bakterijų ląstelių funkcijas ir procesus, plazmidinė DNR dažnai yra genetiškai modifikuota DNR, koduojanti konkretų dominantį geną ar genus. Plazmidės yra labai vertingos tyrimo priemonės, o jų išskyrimas iš bakterijų ląstelių yra įprasta procedūra laboratorijose.

Norint atskirti chromosomų DNR ir bakterijų fragmentuotą DNR nuo plazmidės DNR, dažnai naudojamas natrio hidroksidas. Chromosomų ir fragmentuota DNR yra tiesinės, o plazmidės - apvalios. Kai tirpalas yra bazinis - pavyzdžiui, įpylus natrio hidroksido - išsiskiria dvigubos grandinės DNR molekulės. Tai vadinama denatūracija. Jų papildomos bazės nebėra susijusios viena su kita. Galite galvoti apie tai kaip apie dvi papildomas užtrauktuko puses. Kai DNR yra dviguba, užtrauktukas uždaromas. Denatūravus DNR, užtrauktukas yra ne tik atidarytas, bet ir dvi sruogos yra visiškai atskirtos viena nuo kitos, kaip ir striukėje.

Kita vertus, plazmidės DNR molekulės, nors ir atvirame užtrauktuke, nėra atskirtos. Apskritos juostelės gali lengvai surasti papildomas bazes ir „renatūruotis“ atgal į apskritą dvigrandę plazmidės DNR molekulę, kai tirpalas nebėra šarminis. Tai yra viena iš unikalių plazmidžių savybių, leidžiančių jas atskirti nuo chromosomų DNR. Tokiu būdu plazmidinę DNR su norimu dominančiu genu galima pašalinti ir atskirti nuo įprastos bakterijos chromosomų DNR.

Natrio acetato vaidmuo

Natris taip pat gali būti natrio acetato pavidalu. Kaip ir natrio hidroksidas, natrio acetatas naudojamas atskirti plazmidinę DNR nuo chromosomų DNR, tačiau labai skirtingu mechanizmu ir kitu laiku nei DNR ekstrahavimo procedūra.

Vienos linijinės DNR grandinės netirpsta druskos tirpaluose. Jie nusėda, susidaro kieta medžiaga.Pridedant natrio acetato į SDS ploviklio tirpalus, susidaro kietos ląstelių liekanos, taip pat denatūruota linijinė chromosomų DNR. Apskritos plazmidės DNR netirpi druskos tirpaluose. Jis lieka tirpale, atskirdamas norimą plazmidinę DNR nuo likusios ląstelėje esančios DNR.

Natrio hidroksidas suteikia pagrindinį tirpalą denatūruoti ir atskirti DNR grandines, tiek plazmidę, tiek chromosomas. Kai DNR nebėra šarminiame tirpale, pergrupuoti gali tik plazmidinė DNR. Norint atskirti denatūruotą ir „atvirą“ chromosomų DNR nuo renatūruotos ir „uždaros“ plazmidės DNR, natrio acetatas naudojamas selektyviai nusodinti chromosomų DNR ir kitas ląstelių liekanas nuo dvigubos grandinės plazmidės DNR.

Natrio vaidmuo nusodinant DNR

Nusodintas chromosomų DNR ir ląstelių šiukšles iš tirpios plazmidės DNR, dar esančio tirpale, galima pašalinti centrifuguojant - tai greitas verpimo procesas, dėl kurio kietosios medžiagos mažos granulės pavidalu mėtomos į mėgintuvėlio dugną. , leidžiant atskirti skystį viršuje, kuriame yra plazmidės DNR.

Tada šią plazmidinę DNR galima nusodinti į tirpalą įpilant alkoholio ir druskos. Dažnai pageidautina nusodinti plazmidinę DNR, kad sukoncentruotų jo kiekį tirpale ir sugrąžintų į tirpalą, kuris padeda stabilizuoti jo cheminę struktūrą. Druska, naudojama plazmidinei DNR nusodinti, gali būti, pavyzdžiui, natrio chloridas arba natrio acetatas, tačiau tai gali būti ir amonio acetatas arba ličio chloridas.

Natris yra teigiamai įkrautas jonas. Natrio chlorido tirpale - pavyzdžiui, valgomojoje druskoje - natrio chlorido molekulė išsiskiria į natrio jonus ir chlorido jonus. Kita vertus, DNR yra labai neigiamai įkrauta. Didelį neigiamą DNR molekulės krūvį neutralizuoja teigiami natrio jonai tirpale. Šis neutralizavimas leidžia DNR nusodinti alkoholyje. Be druskos DNR lieka neigiamai įkrauta ir lieka vandeninėje tirpalo dalyje.

Jei šis mišinys centrifuguojamas, nusodinta plazmidinė DNR virsta granule mėgintuvėlio apačioje. Skystą dalį galima pašalinti ir DNR vėl įdėti į tirpalą arba pakartotinai suspenduoti kitame norimos koncentracijos tirpale.

Natris kaip buferinio tirpalo dalis

DNR paprastai resuspenduojama tirpale, kuriame yra Tris ir EDTA. Tai vadinama buferiniu tirpalu. EDTA (etilendiamino tetraacto rūgštis) yra cheminė medžiaga etilendiamino tetraacto rūgštis, kuri laboratorijoje paprastai būna kaip dinatrio druska Na2C10H16N2O8. Buferiniai tirpalai naudojami siekiant užkirsti kelią drastiškiems pH pokyčiams; šiuo atveju Tris / EDTA palaiko DNR tirpale, kurio pH yra nuo 7,0 iki 9,0.