Gli scienziati possono scomporre, o sequenziare, il DNA nei suoi nucleotidi costituenti che possono, ad esempio, dire a una persona se hanno una malattia genetica. Metodi comuni di estrazione del DNA implicano l'uso di isopropanolo o etanolo in una fase del processo. Tuttavia, le cellule contengono molte altre molecole come proteine e lipidi, e gli scienziati vogliono naturalmente ottenere una soluzione di DNA che sia il più pura possibile.
I metodi di estrazione del DNA in genere comportano diversi passaggi: le cellule devono essere aperte , i lipidi di membrana devono essere rimossi e il DNA deve essere separato da proteine, RNA e altri contaminanti. Due protocolli tipici sono la lisi alcalina per l'estrazione del DNA plasmidico batterico e l'estrazione fenolo-cloroformio. In entrambi i metodi, la precipitazione di etanolo o isopropanolo degli acidi nucleici è uno dei passaggi finali. Una volta che il DNA o l'RNA è stato precipitato (caduto dalla soluzione), può essere risospeso in acqua.
L'etanolo è un buon solvente
Sia l'etanolo che l'isopropanolo si mescolano bene (sono miscibili con) acqua, ma hanno costanti dielettriche inferiori rispetto all'acqua, il che significa che la loro capacità di proteggere le cariche positive e negative nella soluzione e mantenerle segregate è molto più scarsa. La costante dielettrica per l'acqua, ad esempio, è 78,5, mentre la costante per l'etanolo è 24,3. Il DNA è caricato negativamente, quindi è attratto da ioni positivi nella soluzione come il potassio o il sodio. L'etanolo ha un'abilità inferiore all'acqua per tenere separati ioni e il DNA con carica positiva.
L'etanolo aumenta la concentrazione del DNA
L'etanolo rende anche il DNA meno solubile per un altro motivo. Poiché le molecole di etanolo possono formare interazioni chiamate legami di idrogeno con molecole d'acqua, riducono il numero di molecole d'acqua disponibili per idratare il DNA. Tra questo effetto e la costante dielettrica inferiore, l'etanolo causa fondamentalmente il DNA di aggregarsi con ioni positivi nella soluzione, formando un solido o precipitato sul fondo del tubo. La precipitazione del DNA serve a renderla più concentrata perché gli altri contaminanti nella soluzione non vengono precipitati contemporaneamente.
Fattori aggiuntivi nel processo
Il lavaggio con etanolo serve anche a rimuovere il basso peso molecolare contaminanti come sali e detergenti. Il sale scelto può variare a seconda che sia necessario far precipitare il detergente sodio dodecil solfato (SDS) da una fase precedente; il dodecil solfato di potassio, ad esempio, è insolubile e precipiterà, quindi l'uso di acetato di potassio in una lisi alcalina può rimuovere la SDS prima che venga aggiunto l'etanolo /isopropanolo. L'etanolo può anche essere usato per precipitare l'RNA per le stesse ragioni, sebbene la precipitazione dell'RNA richiederà tipicamente più etanolo.
