Hai probabilmente sentito parlare del Codice Genetico o del Blueprint della Vita; questi termini si riferiscono al DNA. Tutti gli esseri viventi, compresi animali, piante e batteri, hanno il DNA nelle loro cellule. Il DNA è una molecola molto lunga composta da una catena di nucleotidi e l’ordine di questi nucleotidi è ciò che rende gli organismi simili ad altri della loro specie e tuttavia diversi come individui. I geni sono sezioni all’interno di questa lunga molecola di DNA.
Per studiare il DNA, bisogna prima tirarlo fuori dalla cellula. Nelle cellule eucariotiche, come quelle umane e vegetali, il DNA è organizzato come cromosomi in un organello chiamato nucleo. Le cellule batteriche non hanno un nucleo. Il loro DNA è organizzato in anelli o plasmidi circolari, che si trovano nel citoplasma. Il processo di estrazione del DNA libera il DNA dalla cellula e poi lo separa dal fluido cellulare e dalle proteine in modo da lasciare il DNA puro.
Le tre fasi fondamentali dell’estrazione del DNA sono 1) lisi, 2) precipitazione e 3) purificazione.
Step 1: Lisi
In questa fase, la cellula e il nucleo vengono aperti per rilasciare il DNA all’interno e ci sono due modi per farlo. In primo luogo, la rottura meccanica rompe le cellule. Questo può essere fatto con un omogeneizzatore di tessuti (come un piccolo frullatore), con un mortaio e un pestello, o tagliando il tessuto in piccoli pezzi. La rottura meccanica è particolarmente importante quando si usano cellule vegetali perché hanno una parete cellulare resistente. In secondo luogo, la lisi utilizza detergenti ed enzimi come la proteinasi K per liberare il DNA e dissolvere le proteine cellulari.
Fase 2: Precipitazione
Quando si completa la fase di lisi, il DNA è stato liberato dal nucleo, ma ora è mescolato con parti di cellule schiacciate. La precipitazione separa il DNA da questi detriti cellulari. In primo luogo, gli ioni Na+ (sodio) neutralizzano le cariche negative sulle molecole di DNA, il che le rende più stabili e meno solubili in acqua. Successivamente, viene aggiunto dell’alcool (come l’etanolo o l’isopropanolo) che fa precipitare il DNA fuori dalla soluzione acquosa perché non è solubile in alcool.
Step 3: Purificazione
Ora che il DNA è stato separato dalla fase acquosa, può essere risciacquato con alcool per rimuovere qualsiasi materiale indesiderato rimanente e i detriti cellulari. A questo punto il DNA purificato viene solitamente ridisciogliuto in acqua per una facile manipolazione e conservazione.
Targeted Alaska Grade Level Expectations
SC1.1 Lo studente dimostra di comprendere come la scienza spiega i cambiamenti nelle forme di vita nel tempo, compresa la genetica, l’ereditarietà, il processo di selezione naturale e l’evoluzione biologica, riconoscendo che tutti gli organismi hanno cromosomi fatti di DNA e che il DNA determina i tratti.