Prawdopodobnie słyszeliście o Kodzie Genetycznym lub Planie Życia; terminy te odnoszą się do DNA. Wszystkie żywe istoty, w tym zwierzęta, rośliny i bakterie, mają DNA w swoich komórkach. DNA jest bardzo długą cząsteczką składającą się z łańcucha nukleotydów, a kolejność tych nukleotydów jest tym, co sprawia, że organizmy są podobne do innych przedstawicieli swojego gatunku, a jednocześnie różnią się od siebie jako jednostki. Geny są sekcjami w tej długiej cząsteczce DNA.
Aby badać DNA, trzeba je najpierw wydobyć z komórki. W komórkach eukariotycznych, takich jak ludzkie i roślinne, DNA jest zorganizowane jako chromosomy w organelli zwanej jądrem. Komórki bakteryjne nie mają jądra. Ich DNA jest zorganizowane w pierścienie lub koliste plazmidy, które znajdują się w cytoplazmie. Proces ekstrakcji DNA pozwala uwolnić DNA z komórki, a następnie oddzielić je od płynu komórkowego i białek, dzięki czemu uzyskuje się czyste DNA.
Trzy podstawowe etapy ekstrakcji DNA to 1) lizowanie, 2) wytrącanie i 3) oczyszczanie.
Krok 1: Liza
W tym kroku komórka i jądro są otwierane, aby uwolnić DNA znajdujące się w środku, a można to zrobić na dwa sposoby. Po pierwsze, mechaniczne rozerwanie komórki powoduje jej otwarcie. Można to zrobić za pomocą homogenizatora tkanek (jak mały mikser), moździerza i tłuczka lub przez pocięcie tkanki na małe kawałki. Rozbijanie mechaniczne jest szczególnie ważne przy użyciu komórek roślinnych, ponieważ mają one twardą ścianę komórkową. Po drugie, w lizie wykorzystuje się detergenty i enzymy, takie jak Proteinaza K, do uwolnienia DNA i rozpuszczenia białek komórkowych.
Krok 2: Wytrącanie
Po zakończeniu etapu lizy DNA zostało uwolnione z jądra, ale jest teraz zmieszane ze zmiażdżonymi częściami komórki. Wytrącanie oddziela DNA od tych resztek komórkowych. Po pierwsze, jony Na+ (sodu) neutralizują ujemne ładunki na cząsteczkach DNA, co czyni je bardziej stabilnymi i mniej rozpuszczalnymi w wodzie. Następnie dodaje się alkohol (taki jak etanol lub izopropanol), który powoduje wytrącenie DNA z roztworu wodnego, ponieważ nie jest on rozpuszczalny w alkoholu.
Krok 3: Oczyszczanie
Teraz, gdy DNA zostało oddzielone od fazy wodnej, można je przepłukać alkoholem, aby usunąć wszelkie pozostałe niepożądane materiały i resztki komórkowe. W tym momencie oczyszczone DNA jest zazwyczaj ponownie rozpuszczane w wodzie w celu ułatwienia pracy i przechowywania.
Oczekiwania dotyczące poziomu docelowego na Alasce
SC1.1 Uczeń wykazuje zrozumienie, w jaki sposób nauka wyjaśnia zmiany form życia w czasie, w tym genetyki, dziedziczności, procesu selekcji naturalnej i ewolucji biologicznej, uznając, że wszystkie organizmy mają chromosomy zbudowane z DNA i że DNA określa cechy.