أشهر طرق استخراج الحمض النووي (أحمد الجمال)
طريقة استخراج الحمض النووي الكيميائية:
استخلاص الحمض النووي من المذيبات العضوية
استخلاص الحمض النووي من المذيبات الغير عضوية
طرق استخراج الحمض النووي الفيزيائية أو الصلبة
كيفية استخراج الحمض النووي عن طريق تقنية استخلاص السائل السائل Liquid-Liquid Extraction
طريقة الفينول كلوروفورم لاستخراج الحمض النووي
استخدامات الحمض النووي (الهدف من استخراج الحمض النووي)
تجربة استخراج الحمض النووي من معامل براكسيلابس
استخراج الحمض النووي
يعد استخراج الحمض النووي أحد الأساليب الأساسية المستخدمة في مختبرات البيولوجيا الجزيئية ، والذي قام به فريدريش ميشر لأول مرة في عام 1869. وعلى الرغم من أن فريدريك ميشر عزل مادة الخلية “النواة” أو “الحمض النووي” وطور طريقة لعزل الحمض النووي ، إلا أنه لم يكن متأكدًا مما إذا كان ما عزله هو DNA أم لا.
في عام 1958 ، طور Stahl and Meselson بروتوكولًا كامل الوظائف لاستخراج الحمض النووي (بروتوكول الطرد المركزي المتدرج الكثافة) والذي كان أول بروتوكول موصوف لعزل الحمض النووي من بكتيريا E-Coli.
استخراج الحمض النووي هو عملية تستخدم لتنقية واستخلاص الحمض النووي باستخدام طرق كيميائية أو فيزيائية من عينة بيولوجية، وذلك عن طريق فصل الحمض النووي عن البروتين وأغشية الخلايا والمكونات الخلوية الأخرى.
يتضمن بروتوكول استخراج الحمض النووي تحلل الأغشية لاستخراج الحمض النووي ، ثم فصل الحمض النووي عن الشوائب مثل البروتينات والمواد الأخرى.
مبدأ استخراج الحمض النووي
يتضمن استخراج الحمض النووي تحلل الأغشية الخلوية والنووية من أجل استخراج الحمض النووي من الداخل. يتبع ذلك فصل الحمض النووي عن الشوائب والبروتينات والمواد الأخرى.
خطوات استخلاص الحمض النووي
هناك ثلاثة مراحل اساسية لاستخراج الحمض النووي وتظل الخطوات الرئيسية متشابهة بين جميع طرق استخراج الحمض النووي وهي:
تحلل الخلية Cell dissolution : تحلل الخلية والنواة لاستخراج الحمض النووي.
الترسيب Precipitation: إزالة الشوائب والبروتينات من العينة.
التنقيةPurification: تتم هذه المرحلة النهائية للحصول على عينة دي ان اي نقية تمامًا جاهزة للاستخدام.
اعتمادًا على نوع العينة، تختلف كل طريقة لاستخراج الحمض النووي، على سبيل المثال تختلف طريقة استخراج الحمض النووي للنبات عن طريقة الدم. وبالمثل ، تختلف طرق استخراج الحمض النووي البكتيري عن الأنواع الأخرى. لذلك ، هناك حاجة إلى أنواع مختلفة من طرق استخراج الحمض النووي لعينات مختلفة.
يتم تصنيف طرق استخراج الحمض النووي إلى:
- طرق استخراج الحمض النووي القائمة على المواد الكيميائية (أو المحاليل).
- طرق استخلاص الحمض النووي من خلال المرحلة الصلبة (الطريقة الفيزيائية).
طريقة استخراج الحمض النووي الكيميائية:
تعتمد الطريقة الكيميائية أو القائمة على المحلول على استخدام العديد من المحاليل العضوية وغير العضوية.
في هذه الطرق، تستخدم المواد الكيميائية مثل الفينول والكلوروفورم و CTAB و SDS وكحول الأيزو أميل وتريس EDTA فوغيرها في طريقة استخراج الحمض النووي القائمة على المواد الكيميائية.
تنقسم طريقة استخلاص الحمض النووي الكيميائية القائمة على المحلول إلى:
- استخلاص الحمض النووي من المذيبات العضوية
تعتمد هذه الطريقة على استخدام المواد العضوية مثل الفينول والكلوروفورم.
مثال: فينول كلوروفورم وكحول أيزو أميل
- استخلاص الحمض النووي من المذيبات الغير عضوية
يعتمد على استخدام المذيبات غير العضوية.
مثال:
طريقة بروتيناز K Proteinase) K)
طريقة التمليح (Salting-out)
استخراج الحمض النووي بواسطة كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS)
استخراج الحمض النووي بواسطة سيتيل تريميثيل بروميد الأمونيوم (CTAB)
التقنيات المعتمدة على هلام السيليكا
طرق استخراج الحمض النووي الفيزيائية أو الصلبة
استخراج الحمض النووي من الورق
استخراج الحمض النووي المغناطيسي
كيفية استخراج الحمض النووي عن طريق تقنية استخلاص السائل السائل Liquid-Liquid Extraction
يعد الاستخراج باستخدام تقنية السائل السائل من أكثر الطرق شيوعًا لاستخراج الحمض النووي. في هذه الطريقة ، يتم استخدام المحاليل المحضرة بواسطة تركيبات كيميائية مختلفة للاستخراج وتعتمد بشكل أساسي على تحضير محلول التحلل.
يتم تحضير محلول التحلل من محلول واحد أو محلين لأنه يستخدم العديد من المواد الكيميائية. المواد الكيميائية الشائعة المستخدمة في استخراج الحمض النووي السائل والسائل هي الفينول ، والكلوروفورم ، وكحول الأيزو أميل ، و CTAB ، و SDS ، و Tris ، و EDTA ، و MgCl2 ، والمنظفات الأخرى. وتتطلب هذه الطرق عادة الطرد المركزي للفصل.
أمثلة على طرق استخلاص الحمض النووي السائل السائل:
استخراج الحمض النووي للفينول والكلوروفورم وكحول الأيزو أميل
واستخراج الحمض النووي باستخدام SDS
واستخراج الحمض النووي CTAB
طريقة الفينول كلوروفورم لاستخراج الحمض النووي
في هذه الطريقة يمكننا فصل الحمض النووي على أساس قابلية ذوبان جزيئات الحمض النووي في المحاليل غير القابلة للامتزاج ، وهذا ما يسمى طرق استخراج الحمض النووي السائل السائل (تعد طريقة استخراج الحمض النووي الفينول كلوروفورم هي إحدى هذه الطرق كما اوضحنا سابقا).
تُعرف هذه الطريقة باسم فينول كلوروفورم وكحول أيزو أميل أو طريقة PCI لاستخراج الحمض النووي.
على الرغم من أن هذه الطريقة تعتبر من أفضل الطرق وكمية ونوعية الحمض النووي التي تم الحصول عليها بالطريقة جيدة جدًا. ، إلا أنه لا يوصى بها بسبب ضرر الفينول والكلوروفورم.
المواد الكيميائية الرئيسية المستخدمة في هذه الطريقة هي الفينول والكلوروفورم والمحلول المنظم ( الذي يحتوي على EDTA