Nukleinska kiselina se dijeli na deoksiribonukleinsku kiselinu (DNA) i ribonukleinsku kiselinu (RNA), među kojima se RNA može podijeliti na ribosomsku RNA (rRNA), glasničku RNA (mRNA) i prijenosnu RNA (tRNA) prema različitim funkcijama.

DNA je uglavnom koncentrirana u jezgri, mitohondrijima i kloroplastima, dok je RNA uglavnom raspoređena u citoplazmi.

Budući da purinske baze i pirimidinske baze imaju konjugirane dvostruke veze u nukleinskim kiselinama, nukleinske kiseline imaju karakteristike ultraljubičaste apsorpcije. Ultraljubičasta apsorpcija natrijevih soli DNA je oko 260 nm, a njena apsorbancija se izražava kao A260, a na dnu je apsorpcije na 230 nm, tako da se može koristiti ultraljubičasta spektroskopija. Nukleinske kiseline se kvantitativno i kvalitativno određuju luminometrom.

Nukleinske kiseline su amfoliti, koji su ekvivalentni polikiselinama. Nukleinske kiseline mogu se disocirati na anione pomoću neutralnih ili alkalnih pufera i staviti u električno polje da se kreću prema anodi. Ovo je princip elektroforeze.

Principi i zahtjevi ekstrakcije i pročišćavanja nukleinskih kiselina

1. Osigurati cjelovitost primarne strukture nukleinske kiseline

2. Eliminirajte kontaminaciju drugim molekulama (kao što je isključivanje RNA interferencije prilikom ekstrakcije DNA)

3. U uzorcima nukleinskih kiselina ne smije biti organskih otapala i visokih koncentracija metalnih iona koji inhibiraju enzime

4. Smanjite makromolekularne tvari kao što su proteini, polisaharidi i lipidi što je više moguće

Ekstrakcija nukleinske kiseline i metoda pročišćavanja

1. Metoda ekstrakcije fenolom/kloroformom

Izumljen je 1956. Nakon obrade stanične tekućine ili homogenata tkiva s fenolom/kloroformom, komponente nukleinske kiseline, uglavnom DNA, otopljene su u vodenoj fazi, lipidi su uglavnom u organskoj fazi, a proteini su smješteni između dva fazama.

2. Taloženje alkohola

Etanol može eliminirati hidratacijski sloj nukleinske kiseline i izložiti negativno nabijenu fosfatnu skupinu, a pozitivno nabijeni ioni kao što je NA﹢ mogu se spojiti s fosfatnom skupinom i formirati talog.

3. Metoda kromatografske kolone

Kroz poseban adsorpcijski materijal na bazi silicijevog dioksida, DNA se može specifično adsorbirati, dok RNA i protein mogu glatko prolaziti, a zatim koristiti visoku sol i nizak pH za vezanje nukleinske kiseline, te eluirati s niskom soli i visokim pH za odvajanje i pročišćavanje nukleinske kiseline kiselina.

4. Alkalna metoda toplinskog krekiranja

Alkalna ekstrakcija uglavnom koristi topološke razlike između kovalentno zatvorenih kružnih plazmida i linearnog kromatina za njihovo razdvajanje. U alkalnim uvjetima denaturirani proteini su topljivi.

5. Metoda kipuće pirolize

Otopina DNK se toplinski obrađuje kako bi se iskoristila svojstva linearnih molekula DNK za odvajanje fragmenata DNK od taloga formiranog od denaturiranih proteina i staničnih ostataka centrifugiranjem.

6. Metoda nanomagnetskih kuglica

Koristeći nanotehnologiju za poboljšanje i modificiranje površine superparamagnetskih nanočestica, pripremaju se superparamagnetske nano-magnetske kuglice silicijevog oksida. Magnetska zrnca mogu specifično prepoznati i učinkovito se vezati na molekule nukleinske kiseline na mikroskopskom sučelju. Koristeći superparamagnetska svojstva nanosfera silicijevog dioksida, pod djelovanjem kaotropnih soli (gvanidin hidroklorid, gvanidin izotiocijanat itd.) i vanjskim magnetskim poljem, izolirane su DNA i RNA iz krvi, životinjskog tkiva, hrane, patogenih mikroorganizama i drugih uzoraka.