Kandungan

• Natrium sebagai bahan pencuci
• Natrium sebagai agen alkali
• Peranan natrium asetat
• Peranan natrium dalam pemendakan DNA
• Natrium sebagai sebahagian daripada larutan penyangga

DNA tidak terapung dengan bebas di dalam nukleus sel. Ia dikaitkan dengan sejumlah protein yang berlainan dan terperangkap dalam membran sel. Dalam sel haiwan, DNA juga terkandung oleh membran nuklear. Untuk mengekstrak DNA dari sel, membran dan protein yang berkaitan mesti terlebih dahulu dikeluarkan dan kemudian secara fizikal dipisahkan dari DNA. Natrium mungkin terlibat dalam beberapa langkah yang diambil untuk mencapai tujuan ini.

Natrium sebagai bahan pencuci

Natrium adalah unsur. Simbol kimianya adalah Na, dari Natrium, perkataan Latin untuk natrium. Ia adalah ion positif dan sering dikaitkan dengan ion negatif untuk membentuk sebatian berguna. Sebagai contoh, apabila ion natrium melekat pada ion klorin, mereka membentuk sebatian natrium klorida, yang merupakan garam meja yang biasa.

Beberapa bentuk natrium yang berbeza digunakan dalam pengekstrakan DNA. Natrium dodecyl sulfate, atau SDS (dari bahasa Inggeris "sodium dodecyl sulfate"), adalah detergen yang mengandungi sodium. Ia mempunyai formula kimia C12H25NaO4S, di mana Na melambangkan natrium. Bahan pencuci digunakan untuk memecahkan dinding sel dan membran. Mereka berfungsi secara kimia dengan membuka lubang pada membran atau dinding sel.

Setelah lubang dibuka di membran, lubang tersebut dapat dihancurkan secara mekanikal, seperti pengisar. Selepas itu, lebih mudah mengambil kandungan sel, termasuk DNA.

Natrium sebagai agen alkali

Natrium hidroksida adalah sebatian natrium lain yang digunakan untuk mengekstrak DNA selular. Formula kimia untuk natrium hidroksida adalah NaOH. Kompaun ini adalah asas. Larutan natrium hidroksida sangat asas, atau bersifat alkali. Natrium hidroksida dapat berfungsi dengan melonggarkan struktur kaku dinding sel atau membran dan dengan itu melepaskan DNA.

Natrium hidroksida paling sering digunakan untuk mengekstrak DNA plasmid. DNA plasmid pada bakteria biasanya berbentuk cincin di sitoplasma, terpisah dari DNA kromosom di nukleus. Walaupun DNA kromosom memprogram fungsi dan proses sel bakteria, DNA plasmid selalunya merupakan DNA yang diubahsuai secara genetik yang menyandikan gen atau gen tertentu yang diminati. Plasmid adalah alat penyelidikan yang sangat berharga, dan pengambilan sel bakteria adalah prosedur rutin di makmal.

Untuk memisahkan DNA kromosom dan serpihan bakteria dari DNA plasmid, natrium hidroksida sering digunakan. DNA kromosom dan terfragmentasi bersifat linear, sementara DNA plasmid berbentuk bulat. Apabila penyelesaiannya asas - misalnya, apabila natrium hidroksida ditambahkan - molekul DNA untai dua terpisah. Ini dikenali sebagai denaturasi. Pangkalan pelengkap mereka tidak lagi saling berkaitan. Anda boleh menganggapnya sebagai dua sisi ritsleting pelengkap. Apabila DNA terdampar, ritsleting ditutup. Apabila DNA didenaturasi, ritsleting tidak hanya terbuka, tetapi kedua helai dipisahkan satu sama lain, seperti pada jaket.

Sebaliknya, molekul DNA plasmid, walaupun dalam ritsleting terbuka, tidak terpisah. Jalur bulat dapat dengan mudah menemukan asas pelengkap dan "renature" mereka kembali ke molekul DNA plasmid untai berkembar bulat, setelah penyelesaiannya tidak lagi bersifat alkali. Ini adalah salah satu sifat unik plasmid, yang membolehkannya dipisahkan dari DNA kromosom. Dengan cara ini, DNA plasmid dengan gen yang diinginkan dapat dikeluarkan dan dipisahkan dari DNA kromosom normal bakteria.

Peranan natrium asetat

Natrium juga boleh dalam bentuk natrium asetat. Seperti natrium hidroksida, natrium asetat digunakan untuk membantu memisahkan DNA plasmid dari DNA kromosom, tetapi dengan mekanisme yang sangat berbeza dan pada waktu yang berbeza daripada prosedur pengekstrakan DNA.

Untaian tunggal DNA linear tidak larut dalam larutan masin. Mereka mendakan, membentuk pepejal.Menambah natrium asetat ke larutan pencuci SDS membentuk pepejal serpihan sel, serta DNA linear kromosom denaturasi. DNA plasmid bulat tidak larut dalam larutan masin. Ia tetap dalam larutan, memisahkan DNA plasmid yang diinginkan dari sel DNA yang selebihnya.

Natrium hidroksida menyediakan penyelesaian asas untuk mend denaturasi dan memisahkan helai DNA, baik plasmid dan kromosom. Setelah DNA tidak lagi dalam larutan alkali, hanya DNA plasmid yang dapat berkumpul semula. Untuk memisahkan DNA kromosom terdenaturasi dan "terbuka" dari DNA plasmid yang diubahsuai dan "tertutup", natrium asetat digunakan untuk memicu sel DNA kromosom dan serpihan selular yang lain dari DNA plasmid untai ganda.

Peranan natrium dalam pemendakan DNA

DNA kromosom yang terhasil dan serpihan sel dapat dikeluarkan dari DNA plasmid larut yang masih dalam larutan melalui sentrifugasi, proses pemintalan berkelajuan tinggi yang menyebabkan pepejal itu dilemparkan ke bahagian bawah tiub dalam bentuk tablet kecil , membiarkan cecair di bahagian atas, yang mengandungi DNA plasmid, dipisahkan.

DNA plasmid ini kemudian dapat diendapkan dengan menambahkan alkohol dan garam ke dalam larutan. Selalunya diinginkan untuk memendapkan DNA plasmid untuk memusatkan kuantiti dalam larutan dan membawanya kembali ke larutan yang membantu menstabilkan struktur kimianya. Garam yang digunakan untuk memendapkan DNA plasmid dapat berupa natrium klorida atau natrium asetat, misalnya, tetapi juga dapat amonium asetat atau litium klorida.

Natrium adalah ion bermuatan positif. Dalam larutan natrium klorida - garam meja, misalnya -, molekul natrium klorida dipisahkan menjadi ion natrium dan ion klorida. DNA, sebaliknya, dikenakan cas negatif. Cas negatif tinggi molekul DNA dineutralkan oleh ion natrium positif dalam larutan. Peneutralan ini membolehkan DNA memendapkan alkohol. Tanpa garam, DNA tetap bermuatan negatif dan kekal di bahagian larutan berair.

Sekiranya campuran ini disentrifugasi, DNA plasmid yang diendapkan akan berubah menjadi pelet di bahagian bawah tiub. Bahagian cair dapat dikeluarkan dan DNA kemudian dimasukkan kembali ke dalam larutan, atau disusukan kembali dalam larutan yang berbeza pada kepekatan yang diinginkan.

Natrium sebagai sebahagian daripada larutan penyangga

DNA biasanya dihidupkan semula dalam larutan yang mengandungi Tris dan EDTA. Ini dipanggil penyelesaian penyangga. EDTA (dari asid etilenediamin tetraasetik) adalah bahan kimia asid etraenediamin tetraasetik, yang biasanya wujud di makmal sebagai garam disodium, Na2C10H16N2O8. Penyelesaian penyangga digunakan untuk mencegah perubahan drastik dalam pH; dalam kes ini, Tris / EDTA menyimpan DNA dalam larutan dengan pH antara 7.0 dan 9.0.