Di John Brennan
Aggiornato il 30 agosto 2022
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Gli scienziati scompongono abitualmente il DNA nei suoi componenti nucleotidici per analizzare i tratti genetici o il rischio di malattie. Un passaggio fondamentale nella maggior parte dei flussi di lavoro di estrazione del DNA è l'uso di etanolo o isopropanolo per isolare gli acidi nucleici dai detriti cellulari. Poiché le cellule contengono proteine, lipidi e altri contaminanti, l'obiettivo è produrre una soluzione di DNA quanto più pura possibile.
I tipici protocolli di estrazione prevedono più fasi:lisi cellulare, rimozione dei lipidi di membrana e separazione del DNA da proteine, RNA e altre impurità. Due metodi ampiamente utilizzati sono la lisi alcalina (per il DNA plasmidico batterico) e l'estrazione con fenolo-cloroformio. In entrambi gli approcci, la precipitazione con etanolo o isopropanolo viene utilizzata come uno dei passaggi finali. Dopo la precipitazione, il pellet di DNA viene risospeso in acqua o in un tampone a basso contenuto di sale.
L'etanolo e l'isopropanolo sono completamente miscibili con l'acqua, ma la loro costante dielettrica è notevolmente inferiore (acqua =78,5; etanolo =24,3). Il DNA trasporta una carica negativa, attraendo cationi come Na⁺ o K⁺. Poiché l'etanolo è meno efficace nel proteggere questi ioni, è più probabile che i complessi cationici del DNA si aggreghino e precipitino.
Oltre alla schermatura della carica, l’etanolo riduce la solubilità del DNA formando legami idrogeno con l’acqua, limitando così il numero di molecole d’acqua disponibili per idratare l’acido nucleico. Questo duplice effetto fa sì che il DNA co‑precipiti con gli ioni positivi, producendo un pellet solido più concentrato rispetto alla soluzione originale. È importante sottolineare che molti cocontaminanti non precipitano nelle stesse condizioni, quindi la purezza complessiva del DNA aumenta.
Il lavaggio con etanolo rimuove anche i contaminanti a basso peso molecolare come sali e detergenti. La scelta del sale può essere fondamentale quando si rimuovono detergenti come il sodio dodecil solfato (SDS). Ad esempio, il dodecil solfato di potassio è insolubile e precipiterà, quindi l'uso dell'acetato di potassio nella lisi alcalina può eliminare l'SDS prima dell'aggiunta di etanolo o isopropanolo. Anche l'etanolo può far precipitare l'RNA, sebbene in genere sia necessaria una concentrazione più elevata di etanolo per un recupero ottimale dell'RNA.
