DNA-Extraktion: Methoden und Verfahren für zuverlässige Ergebnisse

DNA ist das Rezept des Lebens; in ihren Milliarden von Codes liegt die Grundlage für Organismen. Die Untersuchung und Analyse von DNA – von der Ahnenforschung bis hin zu kriminalistischen Ermittlungen – ist sehr verbreitet geworden. Um DNA zu untersuchen, muss sie jedoch zuerst aus einer Probe extrahiert werden. Ob es sich um eine Haarsträhne oder ein Blutstich handelt, DNA findet sich in fast allem, was einen Organismus ausmacht, und ihre Extraktionsverfahren wurden über die Jahrzehnte perfektioniert.

Zelllyse

• Lyse ist die Aktion, bei der Zulen buchstäblich aufgebrochen werden, wodurch ihr Inhalt zur Analyse ausgeschüttet wird. Die Zellen, die die zu extrahierende DNA-Probe enthalten, müssen geöffnet werden, wodurch wir Zugang zum Lysat, also der Flüssigkeit im Inneren, erhalten. Dies wird durch mehrere Methoden erreicht, die häufigste ist die Sonikation. Sonikation ist der Prozess, bei dem kondensierter Schall auf die Zellen angewendet wird, wodurch sie aufgeregt werden und ihre intermolekularen Reaktionen brechen. Andere Methoden zur Induktion der Lyse umfassen die Einführung eines Virus, das es von innen aufbricht; Enzyme, die an seiner Oberfläche nagen; und Osmose, bei der die Zellen in Wasser platziert werden, sodass die Flüssigkeit in ihnen ihren Weg nach außen findet, wo sie extrahiert werden kann.

Entfernung der Membran

• Als nächstes müssen die Lipide um die Zellmembran entfernt werden. Lipide sind Arten von Fetten, Wachsen, Monoglyceriden, Phospholipiden und anderen natürlich vorkommenden molekularen Substanzen, die als Strukturkomponenten von Zellmembranen dienen und ihnen etwas Steifigkeit verleihen. Diese werden entfernt, indem das Lysat der Zellen in einer Reinigungslösung gewaschen wird, normalerweise eine Form von Chronsäure.

Entfernung von Proteinen

• Nachdem die Lipide erfolgreich aus dem Lysat entfernt wurden, ist es nun wichtig, alle verbleibenden Proteine zu entfernen. Dies wird durch die Zugabe dessen erreicht, was als Protease bekannt ist. Eine Protease ist ein spezielles Enzym, das darauf ausgelegt ist, die angegebenen Proteine abzubauen. Diese Aktion wird Proteolyse genannt, wobei die Protease die Hydrolyse (Aufspaltung) der Bindungen verursacht, die Aminosäuren zusammenhalten. Aminosäuren bilden Proteine, und ohne ihre Konfiguration zerfällt das Protein.

Fällung

• Es ist endlich an der Zeit, die reine DNA zu betrachten. Dies kann getan werden, indem das Lysat in eiskalten Alkohol, normalerweise Ethanol, getaucht wird. Da DNA in Alkohol unlöslich ist, wird sie zusammenklumpen. Wenn die Mischung mit einem Metalllöffel umgerührt wird, wickelt sich die DNA sichtbar um das Metall und ähnelt weißer Baumwolle. Dies wird als Fällung bezeichnet, wobei die DNA als DNA-Fällung bekannt ist.

Isopropanol

• Zusammen mit Ethanol wird Isopropanol gelegentlich auch zur Extraktion von DNA-Fällung verwendet. Auf der positiven Seite ist es effizienter als Ethanol und liefert bei Verwendung eine höhere DNA-Konzentration. Es ist jedoch auch weitaus weniger flüchtig und benötigt mehr Zeit zum Trocknen. Es kann auch angemerkt werden, dass die DNA möglicherweise nicht so gut am Löffel oder Reagenzglas haftet, wenn Isopropanol verwendet wird.