Το νουκλεϊκό οξύ διαιρείται σε δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA), μεταξύ των οποίων το RNA μπορεί να χωριστεί σε ριβοσωμικό RNA (rRNA), αγγελιαφόρο RNA (mRNA) και RNA μεταφοράς (tRNA) σύμφωνα με διαφορετικές λειτουργίες.

Το DNA συγκεντρώνεται κυρίως στον πυρήνα, τα μιτοχόνδρια και τους χλωροπλάστες, ενώ το RNA κατανέμεται κυρίως στο κυτταρόπλασμα.

Επειδή οι βάσεις πουρίνης και οι βάσεις πυριμιδίνης έχουν συζευγμένους διπλούς δεσμούς στα νουκλεϊκά οξέα, τα νουκλεϊκά οξέα έχουν τα χαρακτηριστικά της απορρόφησης υπεριώδους. Η υπεριώδης απορρόφηση των αλάτων νατρίου του DNA είναι περίπου 260 nm και η απορρόφησή του εκφράζεται ως Α260 και είναι στο κατώτατο σημείο απορρόφησης στα 230 nm, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί υπεριώδης φασματοσκοπία. Τα νουκλεϊκά οξέα προσδιορίζονται ποσοτικά και ποιοτικά από ένα φωτόμετρο.

Τα νουκλεϊκά οξέα είναι αμφολύτες, οι οποίοι είναι ισοδύναμοι με τα πολυοξέα. Τα νουκλεϊκά οξέα μπορούν να διαχωριστούν σε ανιόντα χρησιμοποιώντας ουδέτερα ή αλκαλικά ρυθμιστικά διαλύματα και να τοποθετηθούν σε ηλεκτρικό πεδίο για να κινηθούν προς την άνοδο. Αυτή είναι η αρχή της ηλεκτροφόρησης.

Αρχές και απαιτήσεις εκχύλισης και καθαρισμού νουκλεϊκού οξέος

1. Εξασφαλίστε την ακεραιότητα της πρωτογενούς δομής νουκλεϊκού οξέος

2. Εξαλείψτε τη μόλυνση άλλων μορίων (όπως η εξαίρεση της παρεμβολής RNA κατά την εξαγωγή DNA)

3. Δεν πρέπει να υπάρχουν οργανικοί διαλύτες και υψηλές συγκεντρώσεις μεταλλικών ιόντων που αναστέλλουν τα ένζυμα στα δείγματα νουκλεϊκών οξέων

4. Μειώστε όσο το δυνατόν περισσότερο τις μακρομοριακές ουσίες όπως πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες και λιπίδια

Μέθοδος εκχύλισης και καθαρισμού νουκλεϊκού οξέος

1. Μέθοδος εκχύλισης φαινόλης/χλωροφορμίου

Εφευρέθηκε το 1956. Μετά την επεξεργασία του σπασμένου κυττάρου υγρού ή του ομογενοποιημένου ιστού με φαινόλη/χλωροφόρμιο, τα συστατικά του νουκλεϊκού οξέος, κυρίως το DNA, διαλύονται στην υδατική φάση, τα λιπίδια βρίσκονται κυρίως στην οργανική φάση και οι πρωτεΐνες βρίσκονται μεταξύ των δύο φάσεις.

2. Κατακρήμνιση αλκοόλ

Η αιθανόλη μπορεί να εξαλείψει το στρώμα ενυδάτωσης του νουκλεϊκού οξέος και να εκθέσει την αρνητικά φορτισμένη φωσφορική ομάδα και τα θετικά φορτισμένα ιόντα όπως το NA﹢ μπορούν να συνδυαστούν με τη φωσφορική ομάδα για να σχηματίσουν ένα ίζημα.

3. Μέθοδος χρωματογραφικής στήλης

Μέσω του ειδικού υλικού προσρόφησης με βάση το πυρίτιο, το DNA μπορεί να προσροφηθεί ειδικά, ενώ το RNA και η πρωτεΐνη μπορούν να περάσουν ομαλά και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν υψηλό αλάτι και χαμηλό pH για να δεσμεύσουν το νουκλεϊκό οξύ και να εκλούονται με χαμηλό αλάτι και υψηλό pH για διαχωρισμό και καθαρισμό νουκλεϊκών οξύ.

4. Μέθοδος αλκαλικής θερμικής πυρόλυσης

Η αλκαλική εκχύλιση χρησιμοποιεί κυρίως τις τοπολογικές διαφορές μεταξύ ομοιοπολικά κλειστών κυκλικών πλασμιδίων και γραμμικής χρωματίνης για τον διαχωρισμό τους. Υπό αλκαλικές συνθήκες, οι μετουσιωμένες πρωτεΐνες είναι διαλυτές.

5. Μέθοδος βρασμού πυρόλυσης

Το διάλυμα DNA υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία για να εκμεταλλευτεί τις ιδιότητες των γραμμικών μορίων DNA για να διαχωρίσει θραύσματα DNA από το ίζημα που σχηματίζεται από μετουσιωμένες πρωτεΐνες και κυτταρικά υπολείμματα με φυγοκέντρηση.

6. Μέθοδος νανομαγνητικών σφαιριδίων

Χρησιμοποιώντας τη νανοτεχνολογία για τη βελτίωση και την τροποποίηση της επιφάνειας των υπερπαραμαγνητικών νανοσωματιδίων, παρασκευάζονται υπερπαραμαγνητικά νανο-μαγνητικά σφαιρίδια οξειδίου του πυριτίου. Τα μαγνητικά σφαιρίδια μπορούν ειδικά να αναγνωρίσουν και να συνδεθούν αποτελεσματικά σε μόρια νουκλεϊκού οξέος σε μια μικροσκοπική διεπαφή. Χρησιμοποιώντας τις υπερπαραμαγνητικές ιδιότητες των νανοσφαιρών του πυριτίου, υπό τη δράση των Χαοτροπικών αλάτων (υδροχλωρική γουανιδίνη, ισοθειοκυανική γουανιδίνη κ.λπ.) και ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, απομονώθηκαν DNA και RNA από αίμα, ζωικό ιστό, τρόφιμα, παθογόνους μικροοργανισμούς και άλλα δείγματα.