科学者は、DNA をその構成要素であるヌクレオチドに分解または配列決定することができます。これにより、たとえば、遺伝病にかかっているかどうかを知ることができます。 DNA 抽出の一般的な方法では、プロセスの 1 つのステップでイソプロパノールまたはエタノールを使用します。ただし、細胞にはタンパク質や脂質などの他の多くの分子が含まれており、科学者は当然、できるだけ純粋な DNA の溶液を得たいと考えています。
DNA 抽出の方法には通常、いくつかのステップが含まれます。細胞をこじ開ける必要があり、膜脂質を除去する必要があり、DNA をタンパク質、RNA、およびその他の夾雑物から分離する必要があります。 2 つの典型的なプロトコルは、細菌プラスミド DNA の抽出のためのアルカリ溶解とフェノール-クロロホルム抽出です。どちらの方法でも、核酸のエタノールまたはイソプロパノール沈殿は最終ステップの 1 つです。 DNA または RNA が沈殿した (溶液から落ちた) と、水に再懸濁できます。
エタノールは良い溶媒です
エタノールとイソプロパノールはどちらも水とよく混ざります (混和性があります) が、水よりも誘電率が低いため、溶液中の正電荷と負電荷を保護し、それらを分離しておく能力ははるかに劣ります。たとえば、水の誘電率は 78.5 ですが、エタノールの誘電率は 24.3 です。 DNA は負に帯電しているため、溶液中のカリウムやナトリウムなどの正イオンに引き寄せられます。エタノールは、正電荷を帯びたイオンと DNA を分離する能力が水よりも劣ります。
エタノールは DNA 濃度を増加させます
エタノールはまた、別の理由で DNA の溶解性を低下させます。エタノール分子は水分子と水素結合と呼ばれる相互作用を形成できるため、DNA を水和するために利用できる水分子の数が減少します。この効果とより低い誘電率の間で、エタノールは基本的に DNA を溶液中の陽イオンと凝集させ、チューブの底に固体または沈殿物を形成します。溶液中の他の夾雑物が同時に沈殿しないため、DNA を沈殿させると DNA がより濃縮されます。
プロセスの追加要素
エタノール洗浄は、塩や洗剤などの低分子量汚染物質を除去するのにも役立ちます。選択した塩は、前のステップからドデシル硫酸ナトリウム (SDS) 洗剤を沈殿させる必要があるかどうかによって異なります。たとえば、ドデシル硫酸カリウムは不溶性で沈殿するため、アルカリ溶解で酢酸カリウムを使用すると、エタノール/イソプロパノールを加える前に SDS を除去できます。エタノールは、ほぼ同じ理由で RNA の沈殿にも使用できますが、通常、RNA の沈殿にはより多くのエタノールが必要です。
