Ako izolovať DNA z ovocia a zeleniny - hlad po vede

DNA (deoxyribonukleová kyselina) je na perách každého človeka - nielen doslova, ale aj skutočne, pretože je cennou zložkou nášho jedla! Bez ohľadu na to, či niekto dáva radšej jesť rezne, tofu, ryžu, rezance, jablká, Gugelhupf alebo čokoládu - nájdete ho kdekoľvek. Pretože naše jedlo pochádza z prírody, z rastlín, zvierat a húb. A všetko, čo žije, sa skladá z buniek, ktorých bunkové jadrá obsahujú DNA ako dedičný materiál, na ktorom ležia gény akoby navlečené. Každý deň prijímame spolu s jedlom asi 1 g DNA, ktorá sa v žalúdku rozkladá na jednotlivé malé stavebné prvky.

Pomocou nasledujúceho jednoduchého experimentu možno získať pôsobivú DNA z rôznych druhov ovocia a zeleniny.

Obrázok: Open Science - Life Sciences in Dialogue (CC/BY-NC-SA)

• soľ
• Destilovaná voda
• Saponát na riad
• Nôž a rezná doska
• 2 zaváraninové poháre, plastové nádoby
• Ručný mixér alebo mixér
• Izopropanol (z lekárne)
• lievik
• Kávový filter alebo kuchynská rolka

1. Najskôr sa pripraví takzvaný „extrakčný pufor“ zmiešaním približne 45 ml vody s lyžičkou soli a 5 ml prostriedku na umývanie riadu v zaváraninovej nádobe alebo nádobe na detskú výživu. Opatrne krúživým pohybom krúžte, inak bude príliš veľa peny.
2. Ovocie alebo zeleninu (napr. Polovicu paradajky alebo cibule) nakrájajte na malé kúsky a vložte do nádoby alebo mixéra.
3. 50 ml extrakčného pufra nalejte nasekané ovocie.
4. Zmiešajte ovocie a extrakčný pufor asi 5 sekúnd v mixéri alebo alternatívne v mixéri (nie príliš dlho, aby sa nezničili DNA vlákna).
5. Do lievika vložte filter na kávu alebo kúsok kuchynskej rolky.
6. Roztok sa prefiltruje cez filter/lievik do plastovej alebo sklenenej nádoby.
7. Pridajte asi 5 ml izopropanolu (najlepšie funguje, keď je izopropanol ľadovo chladný).
8. Asi po jednej až dvoch minútach sa v hornej vrstve hromadí pruhovaná látka - DNA.

Aby sa získal prístup k DNA rastlinných buniek, musí sa najskôr bunka rozbiť, to znamená, že sa musí odstrániť bunková stena, bunková membrána a membrána bunkového jadra. To sa deje kombináciou fyzikálnych a chemických metód. Miešanie ničí bunkovú stenu. Čistiaci prostriedok navyše rozpúšťa bunkovú membránu a jadrovú membránu, ktoré sú zložené z tukov. Týmto spôsobom môže byť DNA uvoľnená z buniek a bunkových jadier. Miešanie so zvieracími bunkami nie je potrebné, pretože živočíšne bunky nemajú bunkovú stenu. Chemické trávenie s čistiacim prostriedkom stačí na zničenie membrán.

Následná filtrácia oddeľuje hrubé bunkové zvyšky a proteíny od DNA zostávajúcej v roztoku, rozpustených proteínov a ďalších rozpustených zložiek.

Voda je polárna molekula. To znamená, že je čiastočne kladne a čiastočne záporne nabitá. Kvôli týmto nábojom sú ďalšie polárne molekuly (napríklad DNA) elektrostaticky priťahované k vode. Z tohto dôvodu je DNA obklopená hydratačným plášťom, to znamená, že je rozpustená vo vode a nemožno ju vidieť voľným okom.

Aby sa dostali z roztoku, musia byť molekuly vody vytesnené iónmi soli obsiahnutými v extrakčnom tlmivom roztoku. Tento proces je však sťažený veľmi vysokou dielektrickou konštantou (tj. „Príťažlivosťou“) vody. Pridaný izopropanol znižuje dielektrickú konštantu a soľ môže vytlačiť hydrátový obal. DNA vypadne (zhlukuje sa takpovediac) a stane sa viditeľnou.

---