L'analisi del DNA coinvolge diversi tipi di esperimenti molecolari e procedure biologiche. Il DNA è una materia prima fragile e complicata, per cui maneggiarla e analizzarla richiede la migliore qualità e la più pura preparazione di sostanze chimiche. A seconda dell'analisi, centinaia di sostanze chimiche, dalle soluzioni acide e basiche ai tamponi e ai coloranti, sono coinvolte nello studio del DNA. Capire perché alcune sostanze chimiche sono utilizzate è la chiave per eseguire esperimenti di successo e ottenere risultati accurati, affidabili e riproducibili.

Ethylenediaminetetraacetate per la purificazione del DNA

Tre tipi di DNA sono purificati per il lavoro scientifico: DNA dal genoma (DNA genomico), l'intero DNA dalla cellula (DNA totale) o dai plasmidi, che possono auto-moltiplicarsi. La purificazione totale del DNA cellulare utilizza sostanze chimiche che consentono la distruzione delle numerose membrane di una cellula durante la lisi cellulare. L'etilendiamminotetraacetato (EDTA) chimico viene spesso utilizzato per eliminare gli ioni di magnesio, necessari per mantenere la rigidità delle pareti cellulari, causandone l'indebolimento al punto di collassare o lacerare, liberando il contenuto della cellula e il DNA per l'analisi. Inoltre, l'EDTA protegge e preserva l'integrità del DNA inibendo gli enzimi normalmente presenti nella cellula, che possono frammentare il DNA e renderlo inutilizzabile.

Cloruro di Magneisum per l'amplificazione del DNA

La polimerasi a catena (PCR) è un sofisticato metodo di analisi utilizzato per amplificare diverse migliaia di copie di una molecola di DNA, tuttavia è piena di problemi tecnici e imprecisioni. Molti scienziati, quindi, eseguono regolarmente diversi set di PCR per trovare la condizione e i parametri più ottimali per un particolare gene di interesse. Una sostanza chimica utilizzata per effettuare tale ottimizzazione è il magnesio, che stabilizza l'enzima DNA polimerasi utilizzato nella PCR e funge da cofattore essenziale per l'attività dell'enzima. Per PCR, il magnesio è usato sotto forma di un tampone di cloruro di magnesio.

Bromuro di etidio per la colorazione del DNA

Il bromuro di etidio è una tinta che si lega al DNA scivolando tra i nucleotidi che compongono una doppia elica del DNA in un processo noto come intercalazione. Questo colorante può quindi essere illuminato con una lampada a raggi ultravioletti, in modo che il DNA a cui è stato legato l'etidio bromuro possa essere visualizzato. Tuttavia, è necessario almeno 1 nanogrammo di DNA perché il bromuro di etidio sia visto correttamente, quindi, è un modo per rilevare DNA amplificato mediante PCR. Sebbene sia economico e ampiamente utilizzato, è anche una sostanza mutagena nota per causare il cancro, quindi il suo uso nei laboratori è altamente regolamentato e molti scienziati si stanno muovendo verso l'uso di alternative meno tossiche.