Як виділити ДНК із фруктів та овочів - голодний для науки

ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) є у всіх на вустах - не просто буквально, а насправді, оскільки вона є цінним компонентом нашої їжі! Незалежно від того, чи хтось воліє їсти шніцель, тофу, рис, локшину, яблука, Гугельхупф або шоколад - їх можна знайти де завгодно. Тому що наша їжа походить від природи, від рослин, тварин та грибів. І все, що живе, складається з клітин, в ядрах клітин яких міститься ДНК як спадковий матеріал, на якому гени лежать як би нарізані. Щодня ми поглинаємо приблизно 1 г ДНК з їжею, яка розщеплюється на окремі крихітні будівельні блоки в шлунку.

Наступним простим експериментом можна отримати вражаючу ДНК із різних видів фруктів та овочів.

Зображення: Відкрита наука - Науки про життя в діалозі (cc/by-nc-sa)

• сіль
• Дистильована вода
• Засіб для миття посуду
• Ніж та обробна дошка
• 2 банки для варення, пластикова тара
• Ручний блендер або блендер
• Ізопропанол (з аптеки)
• лійка
• Кавовий фільтр або кухонний рулон

1. Спочатку готують так званий «буфер для екстракції», змішуючи приблизно 45 мл води з чайною ложкою солі та 5 мл миючої рідини у варенні або банку для дитячого харчування. Закрутіть обережно, інакше піни буде занадто багато.
2. Наріжте фрукти або овочі (наприклад, половину помідора або цибулі) невеликими шматочками і покладіть їх у ємність або блендер.
3. Налийте подрібнені фрукти на 50 мл екстракційного буфера.
4. Змішуйте фрукти та екстракційний буфер протягом приблизно 5 секунд у змішувачі або, як варіант, за допомогою блендера (не надто довго, щоб нитки ДНК не руйнувалися).
5. Покладіть у воронку кавовий фільтр або шматок кухонного рулету.
6. Відфільтруйте розчин через фільтр/лійку у пластикову або скляну банку.
7. Додайте приблизно 5 мл ізопропанолу (найкраще він працює, коли ізопропанол крижаний).
8. Приблизно через одну-дві хвилини у верхньому шарі накопичується смугаста речовина - ДНК.

Щоб отримати доступ до ДНК рослинних клітин, клітину потрібно спочатку розбити, тобто клітинну стінку, клітинну мембрану та мембрану клітинного ядра потрібно видалити. Це робиться за допомогою поєднання фізичних та хімічних методів. Змішування руйнує клітинну стінку. Крім того, миючий засіб розчиняє клітинну мембрану та ядерну мембрану, які складаються з жирів. Таким чином, ДНК може виділятися з клітин та клітинних ядер. Не потрібно змішувати з клітинами тварин, оскільки клітини тварин не мають клітинної стінки. Хімічного травлення миючим засобом достатньо для руйнування мембран.

Подальша фільтрація відокремлює грубий клітинний залишок і білки від ДНК, що залишилася в розчині, розчинених білків та інших розчинених компонентів.

Вода - це полярна молекула. Тобто він частково заряджений позитивно, а частково негативно. Через ці заряди інші полярні молекули (наприклад, ДНК) електростатично притягуються до води. З цієї причини ДНК оточена гідратаційною оболонкою, тобто вона розчиняється у воді і не може бути видно неозброєним оком.

Для того, щоб вивести їх з розчину, молекули води повинні бути витіснені іонами солі, що містяться в екстракційному буфері. Однак цей процес ускладнюється дуже високою діелектричною проникністю (тобто “притяганням”) води. Доданий ізопропанол знижує діелектричну проникність, і сіль може витіснити гідратну оболонку. ДНК випадає (згущується, так би мовити) і стає видимою.

---