Спадковість, гени, ДНК # 133; Здається, слова ці вже перестали давно бути науковими термінами, увійшли в повсякденне життя і знайомі кожному тепер старшокласнику, не кажучи вже про студентів. Але ніякої ДНК більшість з нас ніколи не бачило, побачити хоча її - цілком справа реальна навіть в домашніх умовах. В одній з генетичних лабораторій на стіні висить, наприклад, така ось інструкція:
Як виділити самому ДНК
- Знайдіть щось. що містить багато ДНК. Наприклад, зелений горошок (але можна курячу печінку, оселедцева молочко або цибуля).
- Покладіть в міксер близько 100 мл (півсклянки) цього продукту, додайте 1/8 чайної солі ложки і 200 мл (стакан) холодної води. Збивайте протягом 15 секунд. Міксер «зварить» вам горохово-клітинний суп.
- Процідіть через суміш ситечко або шматок капрону (панчіх цілком підійде). В отриману додайте м'якоть 1/6 від її кількості (це приблизно буде 2 столові ложки) миючого рідкого кошти (для посуду. Наприклад) і добре розмішайте. Залиште на 5-10 хвилин.
- Розлийте рідина по пробірках або іншим скляним посудиною, щоб в кожній заповнене було не більше третини обсягу.
- Додайте в кожну пробірку по чуть-чуть або соку, вичавленого з ананаса, розчину або для контактних лінз і обережно струсіть, перевертаючи і нахиляючи пробірку (якщо трясти будете занадто завзято, розламаєте ДНК і нічого не побачите).
- Нахиліть пробірку і повільно влийте в неї етилового трохи спирту, щоб він утворив поверх шар горохової суміші. Лейте, спирту поки і суміші не виявиться порівну. ДНК спливе наверх у вигляді пластівців.
- Дерев'яною паличкою (олівцем) виловіть їх і розгляньте під мікроскопом.
Звичайно, для наукових ця працівників інструкція - в якийсь жарт ступеня і ніхто з них ДНК способом таким не виділяє, а між якщо тим і справді скористатися нею, то все вийде! Вихід ДНК буде, правда, невеликий, а речовина - не дуже чистим, але побачити в мікроскоп тонкі довгі нитки - кристали ДНК - цілком можливо.
Що ж відбувається з зеленим горошком або курячої печінкою в процесі маніпуляцій описаних і чому в кінцевому рахунку ДНК виявляється відокремленою від решти речовин, яких в клітці безліч?
1. Вибір об'єкта
ДНК, як відомо, є в кожній клітині, а значить, виділити її можна з будь-якої тканини - навіть з кісток тварин, риб луски або деревини, клітин де не так вже й багато у порівнянні з об'ємом позаклітинного речовини.
Загалом, перед якщо дослідником не варто якоїсь спеціальної завдання, він намагається вибрати для роботи тканину, в якій міжклітинної мало речовини і багато самих клітин. Причому бажано, тканину щоб легко розпадалася на ці складові, а клітини не були білками перевантажені (як м'язові). ліпідами (як жирові) або полісахариди (як клітини мозку).
2. дріб тканину на клітини
У міксері тканину, з якої ми збираємося речовина добути спадковості, розпадається на окремі клітини: механічно щоб розірвати між зв'язку ними потрібно, як правило, менше набагато зусиль, ніж для того, пошкодити щоб саму клітку. І оскільки при нашому виділення способі ДНК більш потрібні або менш цілі, неушкоджені клітини, ясно, що консервований горошок або солона оселедець для такого експерименту не годяться, - краще вже взяти що-небудь свіжозаморожене, якщо ви впевнені, що продукт не розморожували в процесі кілька зберігання раз.
А солі трохи потрібно додати в розчин для того, клітини щоб не полопалися завчасно: внутрішнього тиск вмісту на клітинну зсередини мембрану врівноважують соляного тиском розчину зовні.
3. вивільняється макромолекулу
Що стосується фільтрації, то вона потрібна для того, механічно щоб видалити з клітинної всілякі суспензії домішки, в тому числі, шматки великі тканини - все одно ті речовини, якими ми збираємося обробляти суміш, не зможуть глибоко проникнути всередину таких конгломератів, і для виділення ДНК виявляться вони марними.
У такій результаті обробки весь вміст клітинне випаде назовні і виявиться в розчині, зробиться який при цьому дуже вузькому, тягучим і істотно більш прозорим, ніж була клітинна суспензія. Зміна консистенції розчину - знак вірний того, що лізис пройшов успішно.
не надто наливайте багато розчину в ємність, належить туди ще чого багато налити, до того ж, суміші якщо буде в надлишку, її буде важко перемішати.
5. Звільняємося від білків
Чого немає тільки в нашій суміші! Однак білків тут - найбільше, причому вони саме утворюють міцні самі комплекси з ДНК. Існують методики, білки коли видаляють з розчину в кілька етапів. Наприклад, частина з них денатурує легко і випадає в осад при додаванні розчинів концентрованих солей. У лабораторних такі умови прийоми прекрасно працюють, а від осаду дослідники звільняються, пробірки поміщаючи на кілька хвилин в центрифугу. Після все цього більш-менш клітинні великі уламки, білки денатуровані і інші виявляються домішки на дні, дуже утворюючи щільний осад, і перелити в іншу надосадочную пробірку рідину, що містить в основному нуклеїнові кислоти - ДНК і РНК, - не є проблемою. Однак в домашніх цей умовах етап нам очищення доведеться пропустити, частиною пожертвувавши цікавить нас речовини, - так воно і залишиться # 132; в білковому полоні # 147 ;.
Ми відразу ж перейдемо до очищення ДНК від залишкових білків за допомогою спеціальних ферментів, руйнувати здатних ці молекули. Саме речовини такі містить сік ананаса. Самі вони - теж білки, тому ананас, з якого вичавлюють сік, бути повинен свіжим: у ферментів немає ні найменшого зберегтися шансу незмінними в компоті або в консервованому продукті. Що ж розчину стосується для очищення лінз, то якщо ви збираєтеся використовувати його - не забудьте таблетку покласти для видалення білкових відкладень! Самі по собі розчини для зберігання лінз контактних ніяких речовин активних не містять - інакше і нашим очам непереливки б.
Про те, що ферменти спрацювали, судити можна по зменшенню в'язкості розчину. Якщо цього не відбувається, суміш помістіть в тепле місце (приблизно 37 ° С) на півгодини, може іноді потрібно більше додати ананасового соку або розчину для очищення лінз.
6. осаджувати ДНК з розчину
Тепер ДНК плаває в розчині сама по собі. Білки більше не чіпляються за неї, уламків хоча всіляких молекул в суміші як і раніше багато. У лабораторних ці умовах непотрібні фрагменти прибирають, перемішуючи ретельно розчин з фенолом і / або хлороформом. Органічні розчинники, забирати здатні білки # 132; на себе # 147 ;, важча за воду, а тому при подальшому суміші розшаруванні в центрифузі опускаються вони на дно. Після внизу центрифугування пробірки фенол виявляються і / або хлороформ з розчиненими в них білками, а вгорі - водна фаза, яка містить ДНК. Водну збирають фазу в окрему пробірку і далі вже працюють з відносно чистим розчином.
За центрифуги брак і органічних розчинників, робота з якими вимагає до того ж заходів спеціальних безпеки, етап цей очищення в домашніх доводиться умовах пропустити і осаджувати ДНК прямо з # 132; брудного # 147; розчину.
Зауважимо відразу - етиловий замінити спирт горілкою або духами не можна: концентрація якщо спирту низькою буде і впаде при змішуванні з водною фазою до 60-65%. ДНК в кристалічний стан перейде. Частково саме з цієї наливати причини спирт в пробірку з ДНК-яка містить слід сумішшю обережно, його нашаровуючись зверху. Тоді шари нижні спирту змішаються частково з розчином ДНК, почнеться кристалізації процес нуклеїнових кислот, і вони спливуть на поверхню (де спирт більш концентрований) у вигляді пластівців.
Якщо ж спирт налити зверху не вийде і все безнадійно перемішається, то при кількості малому етанолу у вас нічого взагалі не вийде, а при великому почне кристалізуватися не тільки ДНК: в осад випадуть і залишки білків, і дещо ще з вихідного вмісту клітин.
7. Що ж ми отримали?
Чисті кристали ДНК схожі на клубки поплутаних ниток, але не треба забувати, що ви бачите кристали саме речовини, а не його макромолекули, і сказати по їх зовнішньому вигляду, гени які містить вами виділена нуклеїнова кислота, звичайно, неможливо. Щоб дізнатися це, доведеться розчиняти знову ДНК. Втім, # 132; прочитати # 147; нуклеотидів послідовність в домашніх умовах, на жаль, неможливо: для цього потрібні не тільки спеціальні прилади, але і дорогі реактиви.
Однак якщо ви вже розглянули добре кристали і вони встигли підсохнути, поспостерігати можете за тим, як ДНК розчиняється. Вона на початку набухає, схожою стаючи на драглисту медузу, і лише кілька потому днів робиться розчин однорідним. Процес можна прискорити, пробірку якщо частіше струшувати.
Бажаємо початківцям успіхів генетикам і молекулярним біологам!
Статті близької тематики:
Дезоксірібону. так і далі. Е. Котіна.
Кожному - по геному! Джордж Черч.
Читаємо ДНК: в сто разів швидше, в тисячу разів дешевше. Е. Клещенко.