معلومة

لماذا نضيف الملح عند ترسيب الحمض النووي؟

لماذا نضيف الملح عند ترسيب الحمض النووي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تتضمن جميع بروتوكولات استخراج الحمض النووي التي رأيتها إضافة أملاح إلى المخزن المؤقت للاستخراج. ما هو الغرض من الأملاح؟ ماذا يحدث إذا لم يتم تضمينها؟


يتمثل دور الملح في تحييد شحنة العمود الفقري لفوسفات السكر في الحمض النووي. هذا يجعل الحمض النووي أقل محبة للماء (أقل قابلية للذوبان في الماء).

يحتوي الإيثانول على ثابت عازل أقل من الماء ، لذا فهو يستخدم لتعزيز الروابط الأيونية بين الصوديوم+ (من الملح) وصندوق البريد3- (من العمود الفقري للحمض النووي) مما يؤدي إلى ترسيب الحمض النووي.


شرح ترسيب الحمض النووي - (24 سبتمبر 2006)

هل يمكن لأحد أن يشرح آلية ترسيب الحمض النووي وأهمية الملح في محلول الحمض النووي قبل ترسيب الأيزوبروبانول؟ أفهم أن الأيزوبروبانول يترسب في الحمض النووي وأن 70٪ من غسل الإيثانول يزيل أي ملح قد يكون قد ترسب أيضًا ، لكنني أود أن أفهم بشكل أكثر تحديدًا دور الملح في المقام الأول وكيف تعمل هذه التقنية .

أعتقد أن الأملاح تساعد في تجميع خيوط الحمض النووي معًا عن طريق منع التنافر الناجم عن مجموعات الفوسفات سالبة الشحنة في العمود الفقري ..

أهلا
عن طريق إضافة الأملاح ، أنت & # 39re تخلق بيئة مملحة بعد ذلك الحمض النووي. إضافة الكحول أمر مثير للاشمئزاز ضد الحمض النووي ويبدأ الحمض النووي في التجمع. تساعد الأملاح في خلق التكاثر من خلال المساعدة في & quot؛ نقل النواة & quot؛ خطوة في الترسيب ، ومن خلال تحييد شحنات الحمض النووي.

الغرض من إضافة الأملاح هو تحييد الشحنة الموجودة على العمود الفقري للسكر والفوسفات في الحمض النووي. بالنسبة لهطول الأمطار ، تحتاج إلى تكوين أزواج أيونية بين polyanion (DNA) والكاتيون (عادةً الصوديوم أو الأمونيوم). يكون الحمض النووي والمضادات بشكل أو بآخر في شكل أيون حر بدلاً من شكل زوج أيوني في محلول مائي مخفف ، وتحيط به طبقة واحدة أو أكثر من جزيئات الماء. تؤدي إضافة الإيثانول إلى تقليل ثابت العزل الكهربائي للمحلول. تشكل الأنيونات والكاتيونات أزواج أيونية وهذا يؤدي إلى ترسيب الحمض النووي.

لماذا يعمل. (& مثل فرانك ، إم ب.ترسيب الإيثانول للأحماض النووية. In: Frank، M.B. ed. Molecular Biology Protocols. (http://omrf.ouhsc.edu/

فرانك / etohppt.html). 1997. أوكلاهوما سيتي. تاريخ المراجعة: 2 أكتوبر 1997. & quot الملاحظات التي تظهر أدناه مأخوذة من مناقشة حول هذا الموضوع من إحدى مجموعات أخبار bionet.)

تم نشر مناقشة حول هذا الموضوع على لوحة الإعلانات & quotbionet.molbio.methds-reagnts & quot في يوليو 1992. وقدم سكوت كيني من قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية بجامعة كاليفورنيا بيركلي مناقشة شاملة ([email protected] edu). لقد اختصرت الأسئلة الافتتاحية واستخرجت إجابته من مجموعة الأخبار وأقدمها أدناه.

س: ما هو دور الإيثانول في ترسيب الحمض النووي من المحاليل المائية؟
ج: الغرض من إضافة الأملاح هو تحييد الشحنة الموجودة على العمود الفقري للسكر والفوسفات في الحمض النووي ، ولكن مهمة الإيثانول أكثر تعقيدًا من & quot؛ إزالة & & quot؛ الماء. بالنسبة لهطول الأمطار ، أنت مهتم بتشكيل أزواج أيونية بين polyanion (DNA) والكاتيون (Na + ، Mg ++ ، spermidine ، protamine ، إلخ). في المحلول المائي المخفف ، يكون الحمض النووي ومضادات مثل Na + و Mg ++ أكثر أو أقل في شكل الأيونات الحرة بدلاً من شكل زوج الأيونات (أي أنها محاطة بطبقة واحدة أو أكثر من جزيئات الماء).
يحتوي الماء على ثابت عازل مرتفع (e) ، والذي يخبرنا من قانون كولوم أن القوة الكهروستاتيكية (F) بين أيوني شحنة معاكسة منخفضة جدًا في الماء:

حيث Q هي الشحنة على كل أيون و r هي المسافة بينهما. إضافة مذيب عضوي يقلل من ثابت العزل الكهربائي للمحلول. عندما تنخفض e ، ترتفع F و * BANG * ، يشكل الأنيون والكاتيون زوجًا أيونيًا ويختفي بسرعة من المحلول.

س: لماذا يزيد كلوريد الصوديوم من ثبات ازدواج الحمض النووي ، على الرغم من أنك قد تتوقع أن تتداخل الأملاح مع روابط الهيدروجين بدلاً من تقويتها؟
ج: إن Na + يحيد الشحنة. يحتوي كل خيط من DNA على كثافة شحنة هائلة (شحنة لكل وحدة حجم) ، لذلك يميل الخيطان إلى دفع بعضهما البعض عن بعضهما البعض. الكاتيونات المضافة إلى المحلول تشكل & quot؛ سحابة & quot؛ من الشحنات الموجبة حول الحمض النووي. هذه السحابة من المضادات تقلل من كثافة الشحنة الفعالة وتخفف من التنافر بين الخيوط.
بالنسبة لتأثير الملح على الروابط الهيدروجينية ، عليك أن تدرك أن الروابط الهيدروجينية المتكونة بين القواعد في الحمض النووي المزدوج تساهم قليلاً في استقرار الازدواج. للتفاعل لتثبيت الازدواج ، يجب أن يكون التفاعل بين القواعد أقوى من تفاعل القواعد مع الماء (إذا لم يتم إقران القواعد مع بعضها البعض في مزدوج الاتجاه ، فإنها محاطة بالماء). الروابط الهيدروجينية بين الأمينات ، وأكسجين الكربونيل ، وما إلى ذلك من G-C أو A-T لها نفس الطاقة (أحيانًا أقل) من الروابط الهيدروجينية التي قد تتشكل بها هذه المجموعات نفسها مع الماء إذا كان الحمض النووي أحادي الجديلة. (تساهم روابط H بالفعل * بشيء *: أزواج قاعدة GC مع ثلاثة روابط H يصعب صهرها من أزواج AT مع اثنين.)
إذن ، ما الذي يدفع خيوط الحمض النووي معًا؟ الانتروبيا والمحتوى الحراري ، بالطبع. الانتروبيا على شكل & quothydrophobic & quot التفاعلات بين القواعد (تلك الحلقات العطرية الكبيرة كارهة للماء تمامًا ، كما تعلم). المحتوى الحراري في شكل تفاعلات مواتية ومثبتة بين إلكترونات باي للحلقات العطرية للقواعد حيث تتراكم فوق بعضها البعض.
لذا ، ماذا تفعل روابط الهيدروجين ، إذا لم تعمل على تثبيت الازدواج؟ يفرضون * خصوصية * الاقتران الأساسي. يُعد الاقتران الصحيح بالقاعدة أمرًا رائعًا ، لكنه لا يضيف الكثير. من ناحية أخرى ، فإن الاقتران الأساسي غير الصحيح يأخذ الكثير. إن إجبار المتبرعين والمقبلين لسندات H غير المقيدة (أي المجموعات المحبة للماء) في بيئة كارهة للماء يجعل الجميع غير سعداء.

"الإيثانول أو الأيزوبروبانول أو الكحوليات تقلل من ثابت العزل الكهربائي للمحلول.

يحتوي الماء على ثابت عازل كهربائي مرتفع (e) ، والذي ينص من قانون كولوم على أن القوة الكهروستاتيكية (F) بين أيوني شحنة معاكسة منخفضة جدًا في الماء:


ما هو الغرض من الإيثانول في استخراج الحمض النووي؟

يستخدم الإيثانول في استخراج الحمض النووي لإجبار الحمض النووي على التعجيل في محلول. من أجل جمع عينة من الحمض النووي ، يتم تكسير الخلايا من خلال التحريض ، ثم خلطها بالماء والملح والإيثانول لتكوين محلول مائي. يعمل الإيثانول والملح على منع الحمض النووي من الذوبان في الماء ، وبدلاً من ذلك يتسبب في ترسبه بحيث يمكن فصله واستخراجه باستخدام جهاز طرد مركزي.

بدون إضافة أي من الإيثانول أو كحول آخر مثل الأيزوبروبانول ، سيذوب الحمض النووي في الماء. هذا لأن الأحماض النووية (مثل الحمض النووي) محبة للماء ، مما يعني أنها ترتبط بسهولة بجزيئات H2O. يتفاعل الملح ، الذي يستخدم مع الإيثانول لإجبار الحمض النووي على الترسب ، مع جزيئات الحمض النووي لجعله أقل محبة للماء. يسهل الإيثانول حدوث هذا التفاعل.

الحمض النووي محب للماء بسبب مجموعات الفوسفات سالبة الشحنة الموجودة على طول العمود الفقري لفوسفات السكر. تتفاعل مجموعات الفوسفات سالبة الشحنة هذه مع ذرات الهيدروجين موجبة الشحنة في جزيئات الماء. يمنع الملح هذه العملية. عندما يذوب في الماء ، فإن أحد منتجات الملح هو Na + ، أيون الصوديوم موجب الشحنة. تعمل أيونات الصوديوم موجبة الشحنة على تحييد الشحنة السالبة لمجموعات فوسفات الحمض النووي.

لا يكفي الماء وحده للسماح بالتفاعل بين أيونات الصوديوم ومجموعات الفوسفات ، حيث يمنع الماء التجاذب الكهروستاتيكي بين الاثنين. يسمح الإيثانول بحدوث هذا التفاعل ، مما يسمح لأيونات الصوديوم بحماية مجموعات الفوسفات السالبة والتسبب في ترسب الحمض النووي خارج المحلول.


استنتاج

في بروتوكولات استخراج الحمض النووي اليدوية مثل استخراج الحمض النووي PCI أو بروتيناز K أو CTAB ، تعتبر خطوة الترسيب بالغة الأهمية. ومن هنا فإن دور الكحول لا مثيل له.

الآن ، أخيرًا ، أقدم لك نصائح لتغيير قواعد اللعبة لتحسين جودة وكمية الحمض النووي. استخدم الكحول المبرد للترسيب. ومع ذلك ، فإن الآلية الدقيقة وراء فعالية الكحول المبرد لا تزال غير معروفة. لكن صدقني ، إنها تعمل!

قم بالتعليق أدناه وأخبرني بتجربتك مع ترسيب الكحول.


تجربة استخراج الحمض النووي

الحمض النووي في أنبوب الاختبار (الصورة: ريتشارد نيوستيد)

مقدمة
DNA أو Deoxyribo Deoxyribo يرمز DNA DNA إلى حمض deoxyribonucleic وهو جزيء رمز معلومات وراثي موجود في معظم الكائنات الحية. الحمض النووي هو المادة التي تشكل الكروموسومات وهي أيضًا المعلومات الجينية المخزنة في أجسام الكائنات الحية. هذه المعلومات الجينية في المجموعة عبارة عن مجموعة من الأوامر / الأوامر التي تم إعدادها لتكون قادرة على القيام بأشياء معينة.

على الرغم من أنه يمكننا استخدام جميع مصادر الحمض النووي ، إلا أنه من الأفضل لهذه التجربة استخدام مصادر الحمض النووي من المكونات مثل الفاصوليا الخضراء وأوراق السبانخ والفراولة وكبد الدجاج والموز. لا تستخدم الحمض النووي من الأشخاص الذين يعيشون أو الحيوانات الأليفة.

1100 مل من مصدر الحمض النووي
2.1 مل ملح طعام ، أو كلوريد الصوديوم
3. 200 مل من الماء البارد
4. إنزيمات لتغيير خصائص البروتينات (على سبيل المثال ، مطري اللحم (عصارة البابايا) أو عصير الأناناس الطازج أو منظفات العدسات اللاصقة)
5. 30 مل سائل تنظيف الصحون
6. كحول 70-90٪ أو كحول ايزوبروبيل أو كحول إيثيلي

مادة
1. خلاطات
2. الخلاط
3. منخل
4. كأس ​​أو كأس زجاجي
5. أنبوب الاختبار
6. القش أو المسواك

إجراء
1. اخلطي جميع المكونات ، 100 مل من مصدر الحمض النووي ، 1 مل من الملح ، و 200 مل من الماء البارد. ثم يتم مزجها مع الخلاط وبتقليب سريع لمدة تزيد عن 15 ثانية ، وتهدف هذه العملية إلى الحصول على تركيز متجانس للخليط. بعد ذلك ، يتم تفجير جدار الخلية ، وإطلاق الحمض النووي المخزن فيه.

2. صب السائل من خلال الفلتر في وعاء آخر. الغرض من هذه العملية هو إزالة الجزيئات الصلبة الكبيرة. يتم إزالة السائل والتخلص من المادة الصلبة.

3. أضف 30 مل من سائل التنظيف إلى المحلول. حرك أو قلب المحلول بشكل متجانس. يُسمح لهذا الحل بالتفاعل لمدة 5-10 دقائق قبل الانتقال إلى الخطوة التالية.

4. أضف القليل من مطري اللحم أو رش عصير الأناناس أو قم بتنظيف غطاء العدسة اللاصقة لكل زجاجة أو أنبوب. يقلب برفق لدمج الإنزيم. التقليب الشديد يضر بالحمض النووي ويجعل من الصعب رؤيته في الحاوية.

5. قم بإمالة كل أنبوب وصب الكحول على جانبي الزجاج أو البلاستيك لتشكيل طبقة تطفو فوق السائل. الكحول أقل كثافة من الماء ، لذلك سوف يطفو في السائل ، لكننا لا نريد سكبه في الأنبوب لأنه سيمتزج. إذا فحصنا السطح بين الكحول وكل عينة ، فسترى كتلة الخيط الأبيض. هذا هو الحمض النووي!

6. استخدم سيخًا خشبيًا أو من القش لالتقاط وجمع الحمض النووي من كل أنبوب. يمكنك فحص الحمض النووي باستخدام مجهر أو عدسة مكبرة أو وضعه في وعاء صغير من الكحول لتخزينه.

مناقشة
1. الخطوة الأولى في هذه التجربة هي اختيار المواد التي تحتوي على الكثير من الحمض النووي. على الرغم من أنه يمكننا استخدام الحمض النووي من أي مكان ، فإن مصدر النباتات العالية في الحمض النووي سينتج المزيد من المنتجات في نهاية التجربة. الجينوم البشري ثنائي الصبغة ، مما يعني أنه يحتوي على نسختين من كل جزيء DNA. تحتوي العديد من النباتات على نسخ متعددة من مادتها الوراثية. على سبيل المثال ، الفراولة الأخطبوطية وتحتوي على 8 نسخ من كل كروموسوم.

2. المزج هو عملية فصل / تفكك الخلايا حتى نتمكن من فصل الحمض النووي عن الجزيئات الأخرى. عادة ما يرتبط الملح والمنظفات لإزالة البروتينات بالحمض النووي. تفصل المنظفات أيضًا الدهون (الدهون) من العينة. تستخدم الإنزيمات لقطع الحمض النووي. لماذا نريد قطعه؟ يتم طي الحمض النووي ولفه حول البروتين ، لذلك يجب تحريره قبل أن يتم عزله.

3. بمجرد الانتهاء من الخطوات المذكورة أعلاه ، يتم فصل الحمض النووي بنجاح عن مكونات الخلية الأخرى ، ولكننا ما زلنا بحاجة إلى جعله غير مرئي. هذا هو المكان الذي تلعب فيه وظيفة الكحول دورًا مهمًا. سوف تذوب الجزيئات الأخرى في العينة في الكحول ، لكن الحمض النووي لا يذوب. عندما تصب الكحول (البرودة الأفضل) في المحلول ، يستقر جزيء الحمض النووي حتى نتمكن من جمع الحمض النووي.


لماذا نضيف الملح عند ترسيب الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

المواد: انظر حلول للوصفات

  1. قياس حجم عينة الحمض النووي. اضبط تركيز الملح بإضافة حجم 1/10 من أسيتات الصوديوم ، الرقم الهيدروجيني 5.2 ، (التركيز النهائي 0.3 م) أو حجم متساوٍ من أسيتات الأمونيوم 5 م (التركيز النهائي 2.0-2.5 م). تفترض هذه الكميات أن الحمض النووي موجود في TE فقط إذا كان الحمض النووي موجودًا في محلول يحتوي على الملح ، فاضبط الملح وفقًا لذلك لتحقيق التركيز النهائي الصحيح. اخلط جيدا. أضف 2 إلى 2.5 حجم من الإيثانول البارد 100٪ (محسوب بعد إضافة الملح). اخلط جيدا.
  2. ضعها على الجليد أو عند درجة حرارة -20 درجة مئوية & GT20 دقيقة.
  3. تدور بسرعة قصوى في ميكروفوج 10-15 دقيقة. صب بعناية طافية. أضف 1 مل إيثانول 70٪. مزج. تدور لفترة وجيزة. طاف صب بعناية. الهواء الجاف أو فراغ الحبيبات الجافة لفترة وجيزة.
  4. أعد تعليق الحبيبات بالحجم المناسب من TE أو الماء.

تتم صيانة صفحة الويب هذه بواسطة Julie B. Wolf، UMBC
آخر تحديث في 3/2/2010

تم تصميمه للطلاب المهتمين بالمهن في العلوم الصناعية والطبية الحيوية.


العمل العملي للتعلم

فئة عملية أو مظاهرة

تستطيع استخراج الحمض النووي - لنرى كيف يبدو - من بعض المواد النباتية وبعض المواد الحيوانية باستخدام المعدات والمواد الكيميائية التي قد تجدها في المطبخ. لمزيد من العمل التحليلي الشامل ، تحتاج إلى مزيد من التحكم في مكونات المواد الكيميائية الخاصة بك ، وقد يكون من المفيد الاستثمار في مجموعة من أحد الموردين الرئيسيين. هذه طريقة تقريبية وجاهزة يجب أن تعطي كميات معقولة من الحمض النووي من كميات كبيرة جدًا من المواد.

تنظيم الدرس

يمكنك تشغيل هذا كإيضاح ، أو كعمل جماعي صغير. أو يمكنك تحضير ما يكفي من كل مادة للسماح للمجموعات بأخذ العينات التي يستخلصون منها الحمض النووي.

الأجهزة والكيماويات

لكل مجموعة من الطلاب:

الوصول إلى حمام مائي عند 60 درجة مئوية (اختياري)

أنبوب اختبار ، 1 ، لكل عينة يتم استخدامها

الإيثانول المثلج (IDA) ، 10 سم 3 لكل عينة لاستخدامها

انسكاب خشبي ، قش ، قضيب زجاجي أو حلقة تلقيح ، 1 لكل عينة

بالنسبة للفصل - تم إعداده بواسطة فني / مدرس:

خلاط لكل مادة تستخدم
أو سكاكين لتقطيع المواد ومدافع الهاون والمدقة لطحن المواد لكل مجموعة عمل

حمام جليدي للحفاظ على برودة المواد حسب الضرورة (ملاحظة 1)

مصدر / مصادر الحمض النووي (ملاحظة 2) - لإنتاج 10-20 سم 3 من المادة المخلوطة لكل عينة

ملح طعام رشة (أو 1 سم 3) لكل 300 سم 3 عينة (ملاحظة 3)

مصفاة لكل مادة يتم استخدامها

منظف ​​30 سم 3 لكل 300 سم 3 من المواد المخلوطة المراد معالجتها

البروتياز ، على سبيل المثال ، عصير الأناناس ، منظف العدسات اللاصقة ، رشة من مطري اللحم

الصحة والسلامة أمبير

  • توخ الحذر مع الإيثانول IDA (انظر CLEAPSS Hazcard) - وهو شديد الاشتعال وضار من خلال ملامسة الجلد بسبب وجود الميثانول.
  • البروتياز (انظر CLEAPSS Hazcard) ضار كمسحوق ومهيج في المحلول. ارتدِ حماية للعين واغسل الجلد على الفور.
  • المعدات الكهربائية: يجب فحص أي أجهزة كهربائية مستخدمة في المختبر وفقًا لأنظمة صاحب العمل. استخدم خلاطًا مخصصًا للأنشطة المختبرية ، وليس الخلاط الذي سيتم استخدامه لاحقًا لمعالجة الطعام للاستهلاك البشري.

1 يزيد استخدام الإيثانول المثلج والماء المثلج من إنتاج الحمض النووي. تحمي درجات الحرارة المنخفضة الحمض النووي عن طريق إبطاء نشاط الإنزيمات التي يمكن أن تفككه. عادةً ما يتم حماية الحمض النووي للخلية من مثل هذه الإنزيمات (DNases) بواسطة الغشاء النووي الذي يتم تعطيله عن طريق إضافة المنظفات. يمكن أن تدمر DNases في السيتوبلازم الحمض النووي للفيروسات التي تدخل الخلية. يساعد الإيثانول البارد الحمض النووي على التعجيل بسرعة أكبر. قم بتبريد الإيثانول في زجاجة بلاستيكية ذات غطاء لولبي في ثلاجة غرفة الإعداد. أقل من 4 درجات مئوية ، يكون الإيثانول أقل من نقطة الاشتعال ، لذا يعد هذا آمنًا حتى لو لم يكن المجمد الخاص بك مقاومًا للشرر.

2 يمكنك استخدام مجموعة متنوعة من المواد لهذا الاستخراج. أوصى أصل هذا البروتوكول بتقسيم البازلاء ، ولكن يوصى عادةً بالبصل وبيض السمك أو الحيوانات المنوية للأسماك (الذوبان). من المهم التحقق من أن مادة المصدر الخاصة بك تحتوي على ما يكفي من الحمض النووي. غالبًا ما يوصى بفواكه الكيوي والفراولة والموز ، ولكن تم الإبلاغ عنها (انظر مقالة NCBE اكتشاف الحمض النووي في قسم الروابط) أن الخيوط البيضاء المنتجة هنا عادة ما تكون بكتين وليس DNA. تحتوي فاكهة الكيوي بشكل مغري على البروتياز الذي يمكن أن يساعد على هضم البروتينات المحيطة بالحمض النووي وتجعل إضافة المزيد من البروتياز غير ضروري. تحتوي بعض الأطعمة (مثل العنب) على الكثير من الماء وستصنع "حساءًا" مائيًا. في هذه الحالة ، ارجع إلى الخطوة الأولى وأضف كمية أقل من الماء. أنت بحاجة إلى "حساء" خلية غير شفافة للحصول على عوائد جيدة. ستعتمد كمية الحمض النووي التي ستحصل عليها على نسبة الحمض النووي إلى حجم الخلية بدلاً من عدد الكروموسومات في مادتك. تحتوي بذور النباتات (مثل البازلاء) على نسبة عالية من الحمض النووي.

3 يساعد الملح المضاف على ترسيب الحمض النووي (حيث يتجمع معًا) عندما يلتقي بمرحلة الإيثانول.

4 من المهم إتاحة الوقت لإكمال كل خطوة. يجب أن يظل المنظف لمدة 5 دقائق على الأقل لتعطيل أغشية الخلايا والأغشية النووية.

5 إذا كنت لا تعتقد أنه يمكنك رؤية أي حمض نووي ، فقم بغمس العصا أو القضيب في سطح "الحساء" ثم حركه برفق إلى أعلى في طبقة الإيثانول. أيضًا ، انظر عن كثب إلى طبقة الإيثانول بحثًا عن الفقاعات - أحيانًا يتم ربط كتل الحمض النووي بشكل فضفاض بالفقاعات. إذا تمكنت من ترك الخليط لمدة 30-60 دقيقة ، فقد ترى المزيد من ترسب الحمض النووي.

6 تأكد من أن ما لديك هو حمض نووي باستخدام صبغة للحمض النووي. (قد يكون مزيجًا من الحمض النووي والحمض النووي الريبي). تأكد من أن ما لديك ليس بكتين عن طريق إضافة البكتيناز. إذا كان يذوب كان البكتين!

إجراء

الأمان: ارتدِ واقيًا للعين عند التعامل مع محلول الإنزيم.

تجنب ملامسة الجلد للإيثانول ومحاليل الإنزيم أو المساحيق.

اغسل أي انسكاب على بشرتك على الفور.

تحضير

أ برد الإيثانول عن طريق وضعه في الفريزر لمدة ساعتين على الأقل أو طوال الليل. احتفظ بها على الجليد طوال الإجراء (ملاحظة 1).

تحقيق

ب اصنع "شوربة" سميكة عن طريق مزج مادة المصدر الخاصة بك مع القليل من ملح الطعام وبعض الماء البارد (الملاحظات 1 و 2 و 3). على سبيل المثال ، استخدم 100 سم 3 من البازلاء ، مع 200 سم 3 من الماء البارد ورشة ملح الطعام (حوالي 1 سم 3 - ملاحظة 2). امزج على ارتفاع لمدة 15 ثانية.

ج صفي "الحساء" الخاص بك من خلال مصفاة شبكية وجمع الجزء السائل في الدورق.

د أضف ملعقتين كبيرتين (30 سم 3) من سائل الغسيل ولفه حتى يمتزج.

ه دع الخليط يستقر لمدة 5-10 دقائق (ملاحظة 4). توصي بعض البروتوكولات بإجراء هذه المرحلة في حمام مائي عند 60 درجة مئوية. قد يؤدي هذا إلى زيادة المحصول عن طريق زيادة تكسير الخلايا والأغشية النووية ، أو تقليل العائد إذا كان يحفز عمل إنزيمات DNase (ملاحظة 1).

F صب الخليط في أنابيب اختبار أو غيرها من الحاويات الزجاجية الصغيرة ، حتى يمتلئ ثلث كل منها.

ز أضف بعض إنزيمات البروتياز إلى كل أنبوب اختبار. يمكنك استخدام قليل من ملين اللحم أو بضع قطرات من عصير الأناناس الطازج أو بعض محلول تنظيف العدسات اللاصقة.

ح قم بإمالة أنبوب الاختبار الخاص بك إلى 45 درجة وصب ببطء الإيثانول المبرد جيدًا (IDA) في الأنبوب بحيث يشكل طبقة فوق "عصير الحساء" - بنفس حجم "الحساء / العصير" تقريبًا. الإيثانول أقل كثافة من الماء وسوف يطفو على السطح. الحمض النووي قابل للذوبان في الماء ، لكن الحمض النووي المملح لا يذوب في الإيثانول وسيشكل كتل بيضاء حيث تلتقي طبقات الماء والإيثانول (ملاحظة 5).

أنا استخدم عصا خشبية أو ماصة (أو قضيب زجاجي) لجمع الحمض النووي. اغمس العصا في الأنبوب ولمس الطبقة البيضاء. قم بتدوير القضيب ويجب أن "يلف" الحمض النووي على القضيب. الحمض النووي جزيء طويل ووتري. عندما تسحب أحد طرفي الخيط ، فإنه يسحب المزيد من الحمض النووي إلى طبقة الإيثانول حيث يترسب. (الملاحظة 3 و 5)

ي جفف العينة على منشفة ورقية إذا كنت تريد قياس كتلة المنتج ، أو ببساطة احفظ الحمض النووي بوضعه في الإيثانول في أي وعاء صغير مناسب بغطاء.

ملاحظات التدريس

تحتوي كل خلية في جسم الإنسان على 46 كروموسومًا. إذا قمت بفك الحمض النووي من كل كروموسوم ووضعت 46 جزءًا من طرف إلى طرف ، فستحتوي كل خلية على حوالي مترين من الحمض النووي. يبلغ طول كل قطعة من الحمض النووي حوالي 4-5 سم.

ماذا يحدث في كل خطوة؟

  • المزج مع الملح والماء: يكسر الخلايا عن بعضها ويزيد من مساحة السطح المعرضة للكواشف مثل المنظفات. كما يبدأ أيضًا في تعطيل بعض جدران الخلايا للمواد النباتية.
  • إضافة الملح: يعني أنه من المرجح أن يتكتل الحمض النووي معًا عندما يلتقي بطبقة الإيثانول.
  • إضافة مطري اللحم: عادة ما يحتوي مطري اللحم على البروميلين أو البابين - إنزيمات البروتياز المستخرجة من الأناناس والبابايا على التوالي. سوف يهضم البروتينات المرتبطة بالحمض النووي وبالتالي قد يساعد في تنقية العينة.

التحقيقات:

  • ما هي المصادر التي تعطي أكبر عدد من الحمض النووي؟ كيف ستقيس المصادر والمنتج بدقة للمقارنة؟
  • هل تحصل على عوائد أفضل إذا حافظت على برودة الأشياء طوال الوقت ، أو إذا قمت بتسخين المزيج المخلوط بمنظف على درجة حرارة 60 مئوية؟
  • أي منظف يعمل بشكل أفضل؟
  • هل يُحدث مطري اللحم فرقًا؟ مع كل مصدر؟
  • حاول استخراج الحمض النووي من الأشياء التي قد لا تحتوي عليه
  • كيف يمكنك إثبات أن هذا كان بالفعل حمض نووي؟ (ما هو تأثير البقع التي تؤثر على الحمض النووي مثل أزرق تولويدين أو أسيتيك أورسين؟)

تنتج العديد من الشركات مجموعات لاستخراج الحمض النووي (على سبيل المثال Edvotek و NCBE - الروابط أدناه). تتمثل ميزة استخدام المجموعات في أن أي إنزيمات وأملاح ومواد خافضة للتوتر السطحي ومحاليل عازلة يتم توفيرها سيتم اختبارها مسبقًا لضمان الاتساق من دفعة إلى أخرى ، وبالتالي موثوقية نتيجة الإجراء. من المحتمل أيضًا أن تكون أرخص مما لو حاولت الحصول على مثل هذه المواد مباشرة. لاستخراج "سائب" بسيط مثل هذا ، باستخدام العديد من المواد الكيميائية المتاحة محليًا ، قد لا يكون من الضروري استخدام مجموعة أدوات. ومع ذلك ، إذا كنت تريد الحمض النووي النظيف لمزيد من التحليل ، فيوصى باستخدام الأطقم. تسمح بعض المجموعات للطلاب باستخراج الحمض النووي من خلايا خدهم وتغليف هذا الحمض النووي في قلادة بلاستيكية صغيرة (على سلسلة). يستجيب العديد من الطلاب بشكل إيجابي جدًا لهذا البعد الشخصي في البروتوكول ، وقد يجعل الإجراء أكثر قابلية للتذكر.

فحص الصحة والسلامة ، مارس 2009

روابط انترنت

learn.genetics.utah.edu
يوفر هذا الموقع إجراءً واضحًا وبسيطًا وأسئلة شائعة مفيدة.

www.edvotek.co.uk
Edvotek هي شركة لتعليم التكنولوجيا الحيوية توفر مجموعات وورش عمل لدعم التدريس والتعلم في مجال التكنولوجيا الحيوية. إنهم ينتجون مجموعة بسيطة لاستخراج الحمض النووي (ما هو شكل الحمض النووي؟) ومجموعة (جينات في أنبوب) لاستخراج الحمض النووي من خلايا خد الطالب وعمل عينة من الحمض النووي (في أنبوب الطرد المركزي الدقيق) في قلادة.

www.ncbe.reading.ac.uk
يتمتع NCBE بسمعة دولية في تطوير موارد تعليمية مبتكرة وجعل تقنيات التكنولوجيا الحيوية المتطورة في متناول معلمي وطلاب الفصول الدراسية. إنهم يقدمون دورات ومواد لمجموعة واسعة من عمليات التكنولوجيا الحيوية - بما في ذلك مجموعة قلادة الحمض النووي التي يمكن للطلاب من خلالها تخزين الحمض النووي الذي تم جمعه من خلايا الخد الخاصة بهم في قنينة زجاجية. يحتوي موقع الويب الخاص بهم أيضًا على رابط إلى بروتوكول لاستخراج الحمض النووي من البازلاء المجمدة (على www.ncbe.reading.ac.uk/NCBE/PROTOCOLS/unpublished.html).

تشرح مقالة اكتشاف الحمض النووي (على وجه الخصوص فقرة عنوانها DNA البصل الخاص بك؟) على موقع NCBE (www.ncbe.reading.ac.uk/DNA50/peadna.html) أن الفاكهة تنتج البكتين بدلاً من الحمض النووي.

(تم الوصول إلى المواقع الإلكترونية في أكتوبر 2011)

© 2019 ، الجمعية الملكية لعلم الأحياء ، 1 شارع ناوروجي ، لندن WC1X 0GB جمعية خيرية مسجلة رقم 277981 ، تأسست بموجب الميثاق الملكي


استخراج الحمض النووي من الفاكهة

خلفية

تم العثور على الحمض النووي في الخلايا لجميع النباتات والحيوانات.

الخلايا هي "اللبنات الأساسية" التي تتكون منها النباتات والحيوانات - تشبه إلى حد ما استخدام مكعبات الليغو لبناء نموذج رائع. الحمض النووي هو & # 8216code & # 8217 الذي يخبر تلك الخلايا بكيفية النمو وما هي الخصائص التي سيكون للكائن الحي. يشبه إلى حد ما الإرشادات التي تأتي مع حزمة من Lego!

إذا كان لديك مجهر ، يمكنك رؤية خلية وقد تبدو هكذا

هناك الكثير من الأشياء التي تحدث داخل الزنزانة. الحمض النووي موجود داخل النواة.

في تجربتنا ، سنستخدم سائل الغسيل لتفجير الخلية ومساعدة الحمض النووي على الانسكاب وسيساعدنا الملح على حبسه. لرؤية الحمض النووي ، سنضيف سائلًا يسمى الإيثانول ، الحمض النووي غير قابل للذوبان في الإيثانول لذلك سوف يترسب.

سوف تحتاج

  • موزة (أو فاكهة بديلة مثل الفراولة أو الكيوي أو الطماطم)
  • ملح
  • سائل الغسيل
  • روح مثيلة (أو روح عالية الإثبات مثل الفودكا)
  • دورق
  • كيس شطيرة
  • ملعقة
  • إبريق قياس
  • منخل مبطن بمنشفة ورقية

التجربة

يمكنك تنزيل ورقة العمل الخاصة بالتجربة من هنا وإلقاء نظرة على الفيديو الموجود أسفل الصفحة للحصول على إرشادات خطوة بخطوة أو تنزيلها هنا. تريد معرفة المزيد عن الكلمات المميزة في أحمر ، الق نظرة هنا.

الميثيلتيد سبيريت قابل للاشتعال للغاية ، تأكد من وجود شخص بالغ مسؤول معك للمساعدة في التجربة واتباع أي نصيحة للسلامة على الزجاجة ، يمكنك الاطلاع على تقييم المخاطر هنا.

ضع الروح المميثل في الفريزر أو وعاء من الثلج حتى يصبح باردًا جدًا بينما تبدأ بقية التجربة. تحذير: معظم المجمدات ليست مقاومة للشرر ، إذا تم وضعها في الفريزر ، فتأكد من أن الروح الميثيلية في وعاء محكم الغلق مع غطاء مغلق بإحكام لمنع إطلاق أبخرة قابلة للاشتعال. للحصول على مكان بديل أكثر أمانًا في وعاء من الثلج.

لتصنع خليط الاستخراج :

  1. أضف 1 ملعقة صغيرة من ملح و 2 ملاعق صغيرة من سائل الغسيل حتى 100 مل ماء .
  2. حرك الخليط برفق حتى يذوب الملح.

لاستخراج ملف الحمض النووي :

  1. أضف جزءًا صغيرًا من الموز (أو فاكهة بديلة) إلى كيس شطيرة واسكب 50 مل من خليط الاستخلاص بحرص ، وأغلق الكيس (تأكد من إزالة أكبر قدر ممكن من الهواء حتى لا تنفجر الكيس! )
  2. اهرسي الموز إلى قطع صغيرة جدًا ، فهذا يؤدي إلى تكسير الخلايا التي تطلق الحمض النووي.
  3. قم بتصفية الخليط من خلال مصفاة مبطنة بمنشفة ورقية لإزالة أي كتل من الفاكهة.

إلى ترسب DNA (تأكد من حصولك على شخص بالغ لمساعدتك في هذا الجزء!)

  1. جمع البرد الخاص بك روح مميثل .
  2. أضف بحذر حوالي 1 سم من الكحول الميثلي (أو محلول كحول بديل) إلى الجزء العلوي من المرشح المحلول .
  3. يجب أن ترى بين الطبقتين شكل صلب أبيض - هذا هو DNA !!
  4. يمكنك استخدام عصا كوكتيل أو ملاقط لإزالة المادة الصلبة ، انظر عن كثب كيف تبدو؟
  5. قم بتدوين جميع ملاحظاتك على ورقة العمل.

نذهب أبعد من ذلك

تعلم الكلمات العلمية:

DNA & # 8211 تمثل دإيوكسيريبونالنواة أالبحث الجنائي.

خليط الاستخراج & # 8211 نسميه خليط الاستخراج لأنك تزيل (أو تستخرج) الحمض النووي من الخلية.

الروح الميثيلية - تتكون الروح الميثيلية بشكل كبير من الإيثانول ، والحمض النووي غير قابل للذوبان في الإيثانول.

ترسب - عندما ينتقل شيء من الحل إلى صلب.

ملح & # 8211 يطلق الكيميائيون على هذا كلوريد الصوديوم.

حل - يحتوي المحلول على شيء مذاب في شيء آخر. على سبيل المثال ، يتكون محلول الملح من ملح مذاب في الماء.

المياه & # 8211 يطلق الكيميائيون على هذا H2س.

ماذا يفعل العلماء:

يمكن استخراج الحمض النووي من شعرك أو لعابك ويكون فريدًا لكل فرد (راجع ورقة العمل ، قم بتمرين واحد) قد يبدو الأطفال مشابهين لوالديهم لكنهم غير متطابقين. يمكن لمجموعة من العلماء تسمى علماء الطب الشرعي استخدام الحمض النووي ، الذي تم جمعه في مسرح الجريمة ، لمعرفة من ارتكب الجريمة.

في مجموعة البروفيسور Rachel O & # 8217Reilly & # 8216s ، بجامعة برمنغهام ، نستخدم بعض الخصائص الخاصة حقًا للحمض النووي لصنع مواد تركيبية جديدة.

منهاج دراسي

  • تدرك أن الكائنات الحية قد تغيرت بمرور الوقت وأن الحفريات توفر معلومات عن الكائنات الحية التي سكنت الأرض منذ ملايين السنين
  • يدرك أن الكائنات الحية تنتج ذرية من نفس النوع ، ولكن النسل عادة يختلف ولا يتطابق مع والديهم
  • تحديد كيفية تكييف الحيوانات والنباتات لتناسب بيئتهم بطرق مختلفة ، وقد يؤدي هذا التكيف إلى التطور

بينما لا يُتوقع من التلاميذ في هذا العمر أن يفهموا كيفية عمل الجينات والكروموسومات ، فإن العديد من التلاميذ سيكونون على دراية ، إلى حد ما ، بالحمض النووي.


لماذا نضيف الملح عند ترسيب الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

استخراج الحمض النووي

خلاط ، دورق (100 مل) ، مصفاة ، أنابيب اختبار (حتى 10 أنابيب كبيرة وسدادات إذا كان سيتم تمرير الأنابيب في جميع أنحاء الفصل) ، وعصي التحريك ورف أنبوب الاختبار

مصدر الحمض النووي (البازلاء المقسمة تعمل بشكل أفضل) ، الملح ، الماء ، المنظفات السائلة ، مغرض اللحوم ، الكحول (70٪ كحول الأيزوبروبيل أو 95٪ كحول الإيثيل يعمل بشكل جيد)

100 مل (1/2 كوب) مصدر الحمض النووي (البازلاء) ، قليل من الملح (

200 مل من الماء (ضعف كمية مصدر الحمض النووي) في الخلاط. امزج على ارتفاع لمدة 15-20 ثانية.

2. صب حساء & quot؛ حساء البازلاء & quot في مصفاة في دورق. كم & quotsoup & quot لديك؟ أضف كمية من المنظف تساوي 1/6 من حجم & quot؛ حساء البازلاء & quot. تخلط قليلاً وتترك لمدة 5-10 دقائق. (هذا مهم جدًا - لا تنتقل إلى الخطوة 3 دون انتظار.)

3. صب الصابون وحساء الحبة ومثل في أنابيب الاختبار ملء كل منهما

1/3 ممتلئ. أضف قليلًا من ملين اللحم إلى كل أنبوب اختبار. امزج بلطف شديد (أو ستفكك الحمض النووي).

4. قم بإمالة أنبوب الاختبار بزاوية

45 درجة صب الكحول بلطف أسفل جانب كل أنبوب اختبار حتى يمتلئ الأنبوب بمقدار 2/3 تقريبًا. يجب أن تتكون طبقتان. سيرتفع الحمض النووي إلى الطبقة العليا (طبقة الكحول). يمكن إزالة الحمض النووي بعصا تحريك (بعض الأحيان).

لاستخراج الحمض النووي ، يجب إزالته من خلايا مصدر الحمض النووي مثل البازلاء. مزج البازلاء مع بعض الملح والماء يكسر الخلايا. ومع ذلك ، لا يزال الحمض النووي موجودًا بأمان في الخلية بسبب الخلية والأغشية النووية. تتكون أغشية الخلايا هذه من دهون (مثل الشحوم) لها رأس قطبي وذيل غير قطبي. يتكون المنظف أيضًا من رؤوس قطبية وذيول غير قطبية. الجزيئات الموجودة في المنظفات قادرة على تفكيك الخلايا والأغشية النووية التي تترك الحمض النووي في & quot؛ حساء & quot.

لا يزال الحمض النووي الموجود في & quot؛ حساء & quot؛ مغطى ومحميًا ببروتينات الخلية. يحتوي مطري اللحم (أو عصير الأناناس أو محلول العدسات اللاصقة) على إنزيمات قادرة على قطع هذه البروتينات لترك الحمض النووي وشأنه. الكحول أقل كثافة من الماء ولذلك يطفو فوق & quot؛ حساء & quot؛ تحتاج البروتينات والدهون والحمض النووي إلى تحديد الحل الذي يفضلونه. البروتينات والدهون تفضل الماء والحمض النووي يفضل الكحول. لذلك ينتقل الحمض النووي إلى طبقة الكحول. يميل الحمض النووي المتشكل إلى أن يكون خيطيًا ومتكتلًا معًا. يمكنك محاولة إزالته من أنابيب الاختبار بعصا تحريك ولكن غالبًا ما يكون من الصعب القيام بذلك.

بعض حقائق الحمض النووي المثيرة للاهتمام: كل ​​خلية في جسمك تحتوي على ستة أقدام من الحمض النووي! تحتوي أجسامنا على حوالي 100 تريليون خلية - وهذا يعني أن لدينا أكثر من مليار ميل من الحمض النووي داخل أجسامنا! لتناسب هذا في خلاياك ، يتم تعبئة الحمض النووي بكفاءة عن طريق الالتواء بإحكام والتكتل معًا.

بعض النصائح التجريبية: يعمل هذا العرض التوضيحي مع مجموعة متنوعة من مصادر الحمض النووي والمنظفات والمطريات. إذا كنت لا ترى تكوين الحمض النووي ، فقد يرجع ذلك إلى نوع مصدر الحمض النووي (انظر المناقشة أدناه) أو توقيت الإجراء. من المهم جدًا الانتظار لمدة 5-10 دقائق في الخطوة 2 وإلا ستظل الخلية والأغشية النووية سليمة ، ولا تسمح باستخراج الحمض النووي. إذا لم ترَ أي حمض نووي على الفور ، فانتظر 30-60 دقيقة. عادة ما يتم استخراج الحمض النووي في طبقة الكحول مع مرور الوقت. ستنتج مصادر الحمض النووي المختلفة الحمض النووي بمعدلات مختلفة. لا تشكل البازلاء المجمدة بديلاً جيدًا للبازلاء المقسمة نظرًا لكمية الماء الكبيرة الموجودة في البازلاء. يعمل استخراج الحمض النووي من البصل جيدًا ، لكن لون المحلول ليس جيدًا. الملفوف الأحمر ليس مصدرًا جيدًا للحمض النووي لأن المحلول داكن جدًا ويتم استخراج الحمض النووي ببطء نوعًا ما. حاول تجربة مصادر أخرى للحمض النووي!


  • مراجع
  1. Genetic Science Learning Center, University of Utah http://gslc.genetics.utah.edu/units/activities/extraction/

The University of Minnesota is an equal opportunity educator and employer.
Copyright 2000 by the Regents of the University of Minnesota.
This page was last modified 03/28/2006.
For questions or comments, contact Joseph Franek.


Why do we add salt when precipitating DNA? - مادة الاحياء

An easy-to-follow, four-step DNA extraction protocol that uses a blender and small amounts of common kitchen ingredients. No heat required! 1/2 cup of DNA source makes enough for a class of 30. This protocol works with best with green spilt peas, but other DNA sources can be used as well.

أسئلة مكررة

Trouble-shooting

I don&apost think I&aposm seeing DNA. What should I be looking for?

Look closely. Your DNA may be lingering between the two layers of alcohol and pea soup. Try to help the DNA rise to the top, alcohol layer. Dip a wooden stick into the pea soup and slowly pull upward into the alcohol layer. Also, look very closely at the alcohol layer for tiny bubbles. Even if your yield of DNA is low, clumps of DNA may be loosely attached to the bubbles.

What can I do to increase my yield of DNA?

1. Allow more time for each step to complete. Make sure to let the detergent sit for at least five minutes. If the cell and nuclear membranes are still intact, the DNA will be stuck in the bottom layer. Or, try letting the test tube of pea mixture and alcohol sit for 30-60 minutes. You may see more DNA precipitate into the alcohol layer over time.

2. Keep it cold. Using ice-cold water and ice-cold alcohol will increase your yield of DNA. The cold water protects the DNA by slowing down enzymes that can break it apart. The cold alcohol helps the DNA precipitate (solidify and appear) more quickly.

3. Make sure that you started with enough DNA. Many food sources of DNA, such as grapes, also contain a lot of water. If the blended cell soup is too watery, there won&apost be enough DNA to see. To fix this, go back to the first step and add less water. The cell soup should be opaque, meaning that you can&apost see through it.

Understanding the Science behind the Protocol

Why add salt? What is its purpose?

Salty water helps the DNA precipitate (solidify and appear) when alcohol is added.

Why is cold water better than warm water for extracting DNA?

Cold water helps keep the DNA intact during the extraction process. كيف؟ Cooling slows down enzymatic reactions. This protects DNA from enzymes that can destroy it.

Why would a cell contain enzymes that destroy DNA? These enzymes are present in the cell cytoplasm (not the nucleus) to destroy the DNA of viruses that may enter our cells and make us sick. A cell&aposs DNA is usually protected from such enzymes (called DNases) by the nuclear membrane, but adding detergent destroys that membrane.

How is the cell wall of plant cells broken down?

It is broken down by the motion and physical force of the blender.

What enzyme is found in meat tenderizer?

The two most common enzymes used in meat tenderizer are Bromelain and Papain. These two enzymes are extracted from pineapple and papaya, respectively. They are both proteases, meaning they break apart proteins. Enzymatic cleaning solutions for contact lenses also contain proteases to remove protein build-up. These proteases include Subtilisin A (extracted from a bacteria) and Pancreatin (extracted from the pancreas gland of a hog).

How much pineapple juice or contact lens solution should I use to replace the meat tenderizer?

You just need a drop or two, because a little bit of enzyme will go a long way. Enzymes are fast and powerful!

Why does the DNA clump together?

DNA precipitates when in the presence of alcohol, which means it doesn&apost dissolve in alcohol. This causes the DNA to clump together when there is a lot of it. And, usually, cells contain a lot of it!

For example, each cell in the human body contains 46 chromosomes (or 46 DNA molecules). If you lined up those DNA molecules end to end, a single cell would contain six feet of DNA! If the human body is made of about 100 trillion cells, each of which contains six feet of DNA, our bodies contain more than a billion miles of DNA!

How can we confirm the white, stringy stuff is DNA?

There is a protocol that would allow you to stain nucleic acids, but the chemical used would need to be handled by a teacher or an adult. So, for now, you&aposll just have to trust that the molecules precipitating in the alcohol are nucleic acids.

Isn&apost the white, stringy stuff actually a mix of DNA and RNA?

That&aposs exactly right! The procedure for DNA extraction is really a procedure for nucleic acid extraction.

How long will my DNA last? Will it eventually degrade and disappear?

Your DNA may last for years if you store it in alcohol in a tightly-sealed container. If it is shaken, the DNA strands will break into smaller pieces, making the DNA harder to see. If it disappears it&aposs likely because enzymes are still present that are breaking apart the DNA in your sample.

Using more sophisticated chemicals in a lab, it is possible to obtain a sample of DNA that is very pure. DNA purified in this way is actually quite stable and will remain intact for months or years.

Comparing the DNA Extracted from Different Cell Types

Does chromosome number noticeably affect the mass of DNA you&aposll see?

Cells with more chromosomes contain relatively more DNA, but the difference will not likely be noticeable to the eye. The amount of DNA you will see depends more on the ratio of DNA to cell volume.

For example, plant seeds yield a lot of DNA because they have very little water in the cell cytoplasm. That is, they have a small volume. So the DNA is relatively concentrated. You don&apost have to use very many seeds to get a lot of DNA!

Why are peas used in this experiment? Are they the best source of DNA?

Peas are a good source of DNA because they are a seed. But, we also chose the pea for historical reasons. Gregor Mendel, the father of genetics, did his first experiments with the pea plant.

How does the experiment compare when using animal cells instead of plant cells?

The DNA molecule is structurally the same in all living things, including plants and animals. That being said, the product obtained from this extraction protocol may look slightly different depending on whether it was extracted from a plant or an animal. For example, you may have more contaminants (proteins, carbohydrates) causing the DNA to appear less string-like, or the amount of DNA that precipitates may vary.

What sources might I use to extract DNA from animal cells?

Good sources for animal cells include chicken liver, calf thymus, meats and eggs (from chicken or fish).

Why do peas require meat tenderizer, but wheat germ does not?

We at the GSLC have done a fair amount of testing with the split pea protocol and the wheat germ protocol. We have found no difference in the "product" (nucleic acids) that is observable, whether using meat tenderizer or not. So, the step was left out of the wheat germ protocol, but kept in the split pea protocol just for fun.

Even though it&aposs not necessary, it may be doing something we can&apost see. For example, perhaps by using the meat tenderizer you get a purer sample of DNA, with less protein contaminating the sample.

Real-life Applications of the Science of DNA Extraction

Can you extract human DNA using this protocol?

Yes, in theory. The same basic materials are required, but the protocol would need to be scaled down (using smaller volumes of water, soap and alcohol). This is because you&aposre not likely starting the protocol with the required amount&mdash1/2 cup&mdashof human cells! That means that you will not extract an amount of DNA large enough to visualize with the naked eye. If you wanted to see it, you would need a centrifuge to spin down (to the bottom of the tube) the small amount of DNA present in the sample.

What can be done with my extracted DNA?

This sample could be used for gel electrophoresis, for example, but all you will see is a smear. The DNA you have extracted is genomic, meaning that you have the entire collection of DNA from each cell. Unless you cut the DNA with restriction enzymes, it is too long and stringy to move through the pores of the gel.

A scientist with a lab purified sample of genomic DNA might also try to sequence it or use it to perform a PCR reaction. But, your sample is likely not pure enough for these experiments to really work.

How is DNA extraction useful to scientists? When do they use such a protocol, and why is it important?

The extraction of DNA from a cell is often a first step for scientists who need to obtain and study a gene. The total cell DNA is used as a pattern to make copies (called clones) of a particular gene. These copies can then be separated away from the total cell DNA, and used to study the function of that individual gene.

Once the gene has been studied, genomic DNA taken from a person might be used to diagnose him or her with a genetic disease. Alternatively, genomic DNA might be used to mass produce a gene or protein important for treating a disease. This last application requires techniques that are referred to as recombinant DNA technology or genetic engineering.

Can I use a microscope to see the DNA that I extract?

Unfortunately, a microscope will not allow you to see the double helical structure of the DNA molecule. You&aposll only see a massive mess of many, many DNA molecules clumped together. In fact, the width of the DNA double helix is approximately one billionth of a meter! This is much too small to see, even with the most powerful microscope. Instead, a technique called X-ray crystallography can be used to produce a picture of the DNA molecule. It was by looking at such a picture (taken by Rosalind Franklin) that James Watson and Francis Crick were able to figure out what the DNA molecule looks like.

Colorful Electrophoresis

A step by step guide to pouring and running a gel electrophoresis chamber using agar and food coloring from your kitchen pantry.

Build a Gel Electrophoresis Chamber

Step-by-step instructions for building a gel electrophoresis chamber using inexpensive materials that are easily obtained from local hardware and electronics stores.

Does Sunscreen Protect My DNA?

Explore how effectively different sunscreens protect yeast cells from damage caused by ultraviolet (UV) radiation.

  • Students explore how effectively differ- ent sunscreens protect yeast cells from damage caused by exposure to ultraviolet (UV) radiation.
  • Students may compare differing SPFs of the same brand of sunscreen or different brands with the same SPF.
  • The experiment utilizes a strain of yeast that lacks several DNA repair mechanisms UV-induced mutations lead to cell death.
  • The experiment provides data for students to make relative comparisons between sun- screens.

Mystery Yeast Mutation

In this inquiry-based exploration students are asked to discover the nature of the mutation in a yeast strain by designing and carrying out their own experiments. Students are provided with a conundrum: the same mutant yeast strain can grow on one type of media plate but not another.


Chromatography

يعد الفصل اللوني للعمود أحد أكثر طرق تنقية البروتين شيوعًا. Like many of the techniques on this site, it is as much an art form as a science. Proteins vary hugely in their properties, and the different types of column chromatography allow you to exploit those differences. Most of these methods do not require the denaturing of proteins.

To be very general, a protein is passed through a column that is designed to trap or slow up the passing of proteins based on a particular property (such as size, charge, or composition).

There are three main steps to protein purification:

1. Capture. You need to get your protein into a concentrated form. If, for example, you are trying to isolate a protein you have synthesized in an E. coli cell, you could be looking at a protein to junk ratio of 1:1,000,000. For capture purification you need a high capacity method that is also fast. You need a speedy method because your crude solution is very likely to also contain proteases and these can quickly chew up your protein.

2. Intermediate. Intermediate purification requires both speed and good resolution.

3. Polishing. For the final step of purification you need a system that has both good resolution and speed. Capacity is usually irrelevant at this stage.

Some of the more common columns include:

IEX: Ion exchange chromatography. Good for capture, intermediate, and polish.

HIC: Hydrophobic interaction column. Good for intermediate purification.

AC: Affinity chromatography. Good for capture and intermediate purification.

GF: Gel filtration (size exclusion) chromatography. Good polishing step.

Let's look at these types of columns in more detail.

Ion exchange chromatography

Ion exchange chromatography is based on the charge of the protein you are trying to isolate. If your protein has a high positive charge, you'll want to pass it through a column with a negative charge. The negative charge on the column will bind the positively charged protein, and other proteins will pass through the column. You then use a procedure called "salting out" to release your positively charged protein from the negatively charged column. The column that does this is called a cation exchange column and often uses sulfonated residues. Likewise, you can bind a negatively charged protein to a positively charge column. The column that does this is called an anion exchange column and often uses quaternary ammonium residues.

Salting out will release, or elute, your protein from the column. This technique uses a high salt concentration solution. The salt solution will out-compete the protein in binding to the column. In other words, the column has a higher attraction for the charge of salts than for the charged protein, and it will release the protein in favor of binding the salts instead. Proteins with weaker ionic interactions will elute at a lower salt, so you will often want to elute with a salt gradient. Different proteins elute at different salt concentrations, so you will want to be sure you know well the properties of your protein best results.

Also be aware that changes in pH alter the charges in proteins. Be sure you know the isoelectric point of your protein (the isoelectric point is the pH at which the charge of a protein is zero) and make sure the pH of your system is adjusted and buffered accordingly.

The basic steps in using an ion exchange column are:

1. Prep the column. Pour your buffer over the column to make sure it has equilibrated to the required pH.

2. Load your protein solution. Some proteins in the solution don't bind and will elute during this loading phase.

3. Salt out. Increase the salt concentration to elute the bound proteins. It is best to use a salt gradient to gradually elute proteins with different ionic strengths. At the end bump the system with a very high salt concentration (2-3M) to make sure all proteins are off the column.

4. Remove salts. Use dialysis to remove the salts from your protein solution.

Temperature doesn't have a huge effect on column chemistry. However, it is better to work cold since proteins are more stable cold.

تفاعل كروماتوغرافيا كارهة للماء

Where ion exchange chromatography relies on the charges of proteins to isolate them, hydrophobic interaction chromatography uses the hydrophobic properties of some proteins. Hydrophobic groups on the protein bind to hydrophobic groups on the column. The more hydrophobic a protein is, the stronger it will bind to the column.

Load the proteins in the presence of a high concentration of ammonium sulfate (ليس ammonium لكلsulfate). Ammonium sulfate is a chaotropic agent. It increases the chaos (entropy) in water, and thereby increases hydrophobic interactions (the more disordered the water, the stronger the hydrophobic interactions). Ammonium sulfate also stabilizes proteins. So as a result of using an HIC column you can expect your protein to be in its most stable form.

The hydrophobic column is packed with a phenyl agarose matrix. In the presence of high salt concentrations the phenyl groups on this matrix binds hydrophobic portions of proteins. You can control elution of different column-bound proteins by reducing the salt concentration or by adding solvents.

اللوني تقارب.

Affinity chromatography relies on the biological functions of a protein to bind it to a column. The most common type involves a ligand, a specific small biomolecule. This small molecule is immobilized and attached to a column matrix, such as cellulose or polyacrylamide. Your target protein is then passed through the column and bound to it by its ligand, while other proteins elute out. Elution of your target protein is usually done by passing through the column a solution that has in it a high concentration of free ligand. This is a very efficient purification method since it relies on the biological specificity of your target protein, such as the affinity of an enzyme for a substrate.

Gel filtration (size exclusion) chromatography d

Gel filtration, or size exclusion, chromatography separates proteins on the basis of their size. The column is packed with a matrix of fine porous beads.

It works somewhat like a sieve, but in reverse. The beads have in them very small holes. As the protein solution is poured on the column, small molecules enter the pores in the beads. Larger molecules are excluded from the holes, and pass quickly between the beads.

These larger molecules are eluted first. The smaller molecules have a longer path to travel, as they get stuck over and over again in the maze of pores running from bead to bead. These smaller molecules, therefore, take longer to make their way through the column and are eluted last.


شاهد الفيديو: 11 ترسيب المحاليل الغروية (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Alonso

    هذا كان ضرورى لي. أشكرك على المساعدة في هذا السؤال.

  2. Doire

    معا. ومع هذا جئت عبر. سنناقش هذا السؤال.

  3. Kempe

    أعتذر ، لكن في رأيي ، أنت مخطئ. دعونا نناقشها.

  4. Carl

    موقع جيد ، أحببت التصميم بشكل خاص

  5. Zolozahn

    هذه مجرد فكرة رائعة.

  6. Ceastun

    من فضلك قلع من فضلك

  7. Tassa

    عليك اللعنة! رائع! لقد أجبت على نفسك. معنى الحياة وكل شيء آخر. حل ، لا تمزح.



اكتب رسالة