Πώς να εξαγάγετε DNA από μια μπανάνα

Είναι εύκολο να εξαχθεί DNA από μπανάνες, φράουλες ή άλλα πολυπλοειδή φυτά. Τα ανθρώπινα κύτταρα είναι διπλοειδή, που σημαίνει ότι κάθε κυτταρικός πυρήνας περιέχει δύο αντίγραφα κάθε χρωμοσώματος (ένα από κάθε γονέα). Τα πολυπλοειδή κύτταρα περιέχουν πολλαπλά αντίγραφα χρωμοσωμάτων, επομένως υπάρχει περισσότερο DNA για συλλογή.

Ακολουθεί μια απλή μέθοδος εξαγωγής DNA που μπορείτε να κάνετε στο σπίτι χρησιμοποιώντας κοινά, ασφαλή υλικά.

Υλικά

Η εξαγωγή DNA δεν είναι περίπλοκη. Χρειάζεστε μόνο μερικά βασικά συστατικά.

• Μπανάνα (ή φράουλες ή κύτταρα ανθρώπινου μάγουλου)
• Αποσταγμένο νερό
• Υγρό πιάτων
• Αλάτι
• Οινόπνευμα εντριβής
• Πλαστική σακούλα Ή μπλέντερ ή συσκευή παρασκευής smoothie
• Φίλτρο καφέ ή χαρτοπετσέτα
• Οδοντογλυφίδα, ξύλινο σουβλάκι ή γυάλινη ράβδος

• Το απεσταγμένο νερό είναι καλύτερο από το νερό της βρύσης γιατί έχει ουδέτερο pH και δεν περιέχει ακαθαρσίες. Αλλά, εάν δεν έχετε αποσταγμένο νερό, το νερό της βρύσης συνήθως λειτουργεί καλά.
• Ιδανικά, χρησιμοποιήστε ένα ημιδιαφανές υγρό πιάτων (όχι ένα που φαίνεται θολό ή μαργαριταρένιο). Το σαμπουάν που περιέχει λαυρυλοθειικό νάτριο λειτουργεί επίσης. Απλώς βεβαιωθείτε ότι δεν είναι μαλακτικό σαμπουάν.
• Χρησιμοποιήστε κανονικό επιτραπέζιο αλάτι (NaCl).
• Για αυτό το έργο λειτουργούν είτε ισοπροπυλική αλκοόλη είτε αιθανόλη. Επιλέξτε αλκοόλη εντριβής (ισοπροπυλική αλκοόλη) με υψηλή περιεκτικότητα σε αλκοόλ. Για καλύτερα αποτελέσματα, επιλέξτε 91%, 95% ή 99% (όχι 60% έως 75%). Εναλλακτικά, χρησιμοποιήστε μετουσιωμένη αλκοόλη (αιθανόλη). Αποθηκεύστε το οινόπνευμα στην κατάψυξη για να κρυώσει πριν το χρησιμοποιήσετε.

Πώς να εξαγάγετε DNA από μια μπανάνα

Μπορείτε να εκτελέσετε το έργο σε μια πλαστική σακούλα ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν δοκιμαστικό σωλήνα ή ένα μικρό ποτήρι. Δεν υπάρχει τίποτα επικίνδυνο σε αυτό το έργο (αλλά μην το πιείτε), ώστε να μπορείτε να χρησιμοποιείτε γυάλινα σκεύη κουζίνας με ασφάλεια και στη συνέχεια να τα πλένετε πριν τα χρησιμοποιήσετε με φαγητό. Θα έχετε καλύτερη εξαγωγή χρησιμοποιώντας μπλέντερ ή συσκευή παρασκευής smoothie αντί για πλαστική σακούλα, αλλά μια μπανάνα έχει αρκετό DNA που η μέθοδος της πλαστικής σακούλας λειτουργεί καλά.

1. Είτε ανακατέψτε 1 μπανάνα και 1/2 φλιτζάνι νερό ή βάλτε τα υλικά σε μια πλαστική σακούλα και σβήστε τα καλά.
2. Σε ένα μικρό φλιτζάνι, ανακατέψτε 1 κουταλάκι του γλυκού υγρό πιάτων, 1/4 κουταλάκι του γλυκού αλάτι και 2 κουταλιές της σούπας νερό. Ανακατέψτε απαλά για να διαλυθεί το αλάτι, αλλά μην περιφέρετε το σαπούνι και σχηματίσετε αφρό.
3. Προσθέστε 2 κουταλιές της σούπας μείγμα μπανάνας στο μείγμα απορρυπαντικού. Εάν χρησιμοποιείτε πλαστική σακούλα, προσθέστε το μείγμα απορρυπαντικού στη σακούλα που περιέχει την πολτοποιημένη μπανάνα.
4. Ανακατεύουμε καλά τα υλικά.
5. Φιλτράρετε το υγρό μέσω φίλτρου καφέ ή χαρτοπετσέτας. Μια καλή μέθοδος είναι να στερεώσετε το φίλτρο πάνω από ένα ποτήρι χρησιμοποιώντας ένα λάστιχο. Ή, τοποθετήστε το φίλτρο μέσα σε ένα χωνί και τοποθετήστε το χωνί πάνω από ένα ποτήρι. Επειδή το μείγμα είναι παχύρρευστο, χρειάζεται χρόνος για να περάσει το υγρό μέσα από το φίλτρο. Αντισταθείτε στην επιθυμία να πιέσετε το διηθητικό χαρτί και επιταχύνετε τη διαδικασία.
6. Μετά από περίπου 10 λεπτά, συλλέξτε το υγρό (το διήθημα). Μπορείτε να απορρίψετε τη μπανάνα και το διηθητικό χαρτί.
7. Στάξτε περίπου 15 χιλιοστόλιτρα κρύου αλκοόλ πάνω στο υγρό. Μην το ανακατεύετε. Στην ιδανική περίπτωση, θα πρέπει να δείτε ένα στρώμα αλκοόλ πάνω από το υγρό της μπανάνας. Αφήστε το αλκοόλ και το διήθημα να καθίσουν ανενόχλητα για 4-5 λεπτά. Το DNA κατακρημνίζεται ως θολό ή λευκό βαμβακερό υλικό στη διεπιφάνεια μεταξύ του αλκοόλ και των στιβάδων μπανάνας.
8. Βυθίστε μια οδοντογλυφίδα, ένα ξύλινο σουβλάκι ή μια λεπτή γυάλινη ράβδο στο υγρό και περιστρέψτε το αργά για να τυλίξει το DNA. Εξετάστε το DNA, χρησιμοποιώντας μεγεθυντικό φακό εάν υπάρχει. Εάν διαθέτετε μικροσκόπιο, τοποθετήστε τη σταγόνα του DNA σε μια διαφάνεια. Ξεχωρίστε απαλά τους κλώνους του DNA χρησιμοποιώντας μια οδοντογλυφίδα για να μπορείτε να τους βλέπετε καλύτερα.

Πώς λειτουργεί η εξαγωγή DNA από μια μπανάνα

• Η πολτοποίηση της μπανάνας αυξάνει την επιφάνεια των φυτικών κυττάρων και διευκολύνει την εξαγωγή του DNA. Η προσθήκη νερού βοηθά στο διαχωρισμό των κυττάρων μεταξύ τους. Όσο καλύτερα ανακατεύετε την μπανάνα, τόσο πιο αποτελεσματική είναι η εκχύλιση.
• Τα απορρυπαντικά και άλλες επιφανειοδραστικές ουσίες από το υγρό πιάτων διασπούν τη λιπιδική διπλή στιβάδα του κυτταρικού τοιχώματος (στα φυτά), της κυτταρικής μεμβράνης και της πυρηνικής μεμβράνης.
• Σε εργαστηριακό περιβάλλον, τα ένζυμα που ονομάζονται πρωτεάσες διασπούν τις πρωτεΐνες, ώστε να μπορούν να διαχωριστούν από το DNA.
• Ένα εργαστήριο μπορεί να προσθέσει ένζυμα που ονομάζονται ριβονουκλεάσες για τη διάσπαση του RNA, επίσης.
• Το αλάτι ή το χλωριούχο νάτριο αφαιρεί τις πρωτεΐνες που συνδέονται με το DNA και βοηθά το DNA να συσσωρευτεί.
• Το DNA καθιζάνει εκτός διαλύματος σε παγωμένη αλκοόλη. Εάν το αλκοόλ είναι πολύ ζεστό, μέρος του DNA παραμένει διαλυμένο.
• Σε ένα εργαστήριο, το επόμενο βήμα είναι η φυγοκέντρηση. Η φυγόκεντρος συλλέγει το στερεό DNA ως σφαιρίδιο, επομένως ανακτάται μεγαλύτερο μέρος του από το μείγμα.

Ιστορικό εξαγωγής DNA

Η εξαγωγή DNA προηγείται της ανακάλυψης του DNA ως μορίου. Το 1869, ο Ελβετός βιολόγος και γιατρός Friedrich Miescher εξήγαγε DNA από πυρήνες λευκών αιμοσφαιρίων. Θεωρητικοποίησε ότι το υλικό που συνέλεξε έπαιζε ρόλο στην κληρονομικότητα. Από την εποχή του Miescher, οι επιστήμονες έχουν βελτιώσει τις μεθόδους εκχύλισης. Στη θέση του αλκοόλ, η φαινόλη και το χλωροφόρμιο διαχωρίζουν καλύτερα τις πρωτεΐνες από το DNA. Τα περιοριστικά ένζυμα και η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) βοηθούν τους ερευνητές να ενισχύσουν το DNA, πράγμα που σημαίνει ότι είναι δυνατό να δημιουργηθούν πολλά αντίγραφα DNA από ένα μικροσκοπικό δείγμα.

Αναφορές

• Dahm, R. (Ιανουάριος 2008). «Ανακαλύπτοντας το DNA:Friedrich Miescher και τα πρώτα χρόνια της έρευνας των νουκλεϊκών οξέων». Ανθρώπινη γενετική . 122(6):565–81. doi:10.1007/s00439-007-0433-0
• Li, Richard (2015). Ιατροδικαστική Βιολογία (2η έκδ.). Boca Raton:CRC Press. ISBN 9781439889701.
• Marmur, J. (1961). «Μια διαδικασία για την απομόνωση του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος από μικροοργανισμούς». Journal of Molecular Biology . 3 (2):208–IN1. doi:10.1016/S0022-2836(61)80047-8
• Pääbo, S. (Μάρτιος 1989). «Αρχαίο DNA:εξαγωγή, χαρακτηρισμός, μοριακή κλωνοποίηση και ενζυματική ενίσχυση». Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής . 86 (6):1939–43. doi:10.1073/pnas.86.6.1939
• Sambrook, Michael R.; Green, Joseph (2012). Μοριακή κλωνοποίηση . (4η έκδ.). Cold Spring Harbor, N.Y.:Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 1936113422.