Contenido

• Sodio como detergente
• Sodio como agente alcalino
• El papel del acetato de sodio
• El papel del sodio en la precipitación del ADN
• Sodio como parte de la solución tampón.

El ADN no flota libremente dentro del núcleo celular. Está asociado con una serie de proteínas diferentes y atrapado en una membrana celular. En las células animales, el ADN también está contenido en una membrana nuclear. Para extraer el ADN de una célula, las membranas y las proteínas asociadas deben primero eliminarse y luego separarse físicamente del ADN. El sodio puede estar involucrado en varios de los pasos que se toman para lograr este objetivo.

Sodio como detergente

El sodio es un elemento. Su símbolo químico es Na, de Natrium, la palabra latina para sodio. Es un ión positivo y a menudo se asocia con iones negativos para formar compuestos útiles. Por ejemplo, cuando los iones de sodio se unen a los iones de cloro, forman el compuesto cloruro de sodio, que es la sal común de mesa.

Se utilizan varias formas diferentes de sodio en la extracción de ADN. El dodecilsulfato de sodio, o SDS (del inglés "sodio dodecilsulfato"), es un detergente que contiene sodio. Tiene la fórmula química de C12H25NaO4S, en la que Na simboliza el sodio. Los detergentes se utilizan para romper las membranas y las paredes celulares. Actúan químicamente abriendo agujeros en membranas o paredes celulares.

Una vez que se han abierto los orificios en las membranas, se pueden destruir mecánicamente, como con una licuadora. Después de eso, es más fácil tomar el contenido de la célula, incluido el ADN.

Sodio como agente alcalino

El hidróxido de sodio es otro compuesto que contiene sodio que se utiliza para extraer el ADN celular. La fórmula química del hidróxido de sodio es NaOH. Este compuesto es una base. Una solución de hidróxido de sodio es muy básica o alcalina. El hidróxido de sodio puede funcionar aflojando la estructura rígida de una pared celular o membrana y liberando así el ADN.

El hidróxido de sodio se usa con mayor frecuencia para extraer ADN plasmídico. El ADN plasmídico en las bacterias generalmente tiene forma de anillo en el citoplasma, separado del ADN cromosómico en el núcleo. Mientras que el ADN cromosómico programa las funciones y los procesos de las células bacterianas, el ADN plasmídico a menudo es ADN modificado genéticamente que codifica un gen o genes específicos de interés. Los plásmidos son herramientas de investigación muy valiosas y su extracción de células bacterianas es un procedimiento de rutina en los laboratorios.

Para separar el ADN cromosómico y el ADN bacteriano fragmentado del ADN plasmídico, se usa con frecuencia hidróxido de sodio. El ADN cromosómico y fragmentado son lineales, mientras que el ADN plasmídico es circular. Cuando la solución es básica, por ejemplo, cuando se agrega hidróxido de sodio, las moléculas de ADN de doble hebra se separan. Esto se conoce como desnaturalización. Sus bases complementarias ya no están asociadas entre sí. Puedes pensar en ello como los dos lados complementarios de una cremallera. Cuando el ADN es de doble hebra, la cremallera se cierra. Cuando se desnaturaliza el ADN, la cremallera no solo está abierta, sino que las dos hebras están completamente separadas entre sí, como en una chaqueta.

Por otro lado, las moléculas de ADN plasmídico, aunque en una cremallera abierta, no están separadas. Las tiras circulares pueden encontrar fácilmente sus bases complementarias y "renaturalizarse" de nuevo en una molécula de ADN plasmídico bicatenario circular, una vez que la solución ya no es alcalina. Esta es una de las propiedades únicas de los plásmidos, que les permiten separarse del ADN cromosómico. De esta forma, el ADN plasmídico con el gen de interés deseado puede eliminarse y separarse del ADN cromosómico normal de la bacteria.

El papel del acetato de sodio

El sodio también puede estar en forma de acetato de sodio. Al igual que el hidróxido de sodio, el acetato de sodio se usa para ayudar a separar el ADN plasmídico del ADN cromosómico, pero mediante un mecanismo muy diferente y en un momento diferente al procedimiento de extracción de ADN.

Las hebras simples de ADN lineal son insolubles en soluciones salinas. Precipitan formando un sólido.La adición de acetato de sodio a las soluciones de detergente SDS forma sólidos de desechos celulares, así como ADN lineal cromosómico desnaturalizado. El ADN plasmídico circular no es insoluble en soluciones salinas. Permanece en la solución, separando el ADN plasmídico deseado del resto del ADN de la célula.

El hidróxido de sodio proporciona la solución básica para desnaturalizar y separar las cadenas de ADN, tanto plásmido como cromosómico. Una vez que el ADN ya no está en la solución alcalina, solo el ADN plasmídico puede reagruparse. Para separar el ADN cromosómico desnaturalizado y "abierto" del ADN plasmídico renaturalizado y "cerrado", se usa acetato de sodio para precipitar selectivamente el ADN cromosómico y otros restos celulares del ADN plasmídico bicatenario.

El papel del sodio en la precipitación del ADN

El ADN cromosómico precipitado y los restos celulares se pueden eliminar del ADN plasmídico soluble que aún se encuentra en la solución mediante centrifugación, un proceso de centrifugado de alta velocidad que hace que los sólidos se arrojen al fondo del tubo en forma de una pequeña tableta. , permitiendo que el líquido de la parte superior, que contiene el ADN plasmídico, se separe.

Este ADN plasmídico puede precipitarse añadiendo un alcohol y sal a la solución. A menudo es deseable precipitar el ADN plasmídico para concentrar su cantidad en solución y devolverlo a una solución que ayude a estabilizar su estructura química. La sal utilizada para precipitar el ADN plasmídico puede ser, por ejemplo, cloruro de sodio o acetato de sodio, pero también puede ser acetato de amonio o cloruro de litio.

El sodio es un ion con carga positiva. En una solución de cloruro de sodio (sal de mesa, por ejemplo), la molécula de cloruro de sodio se separa en iones de sodio e iones de cloruro. El ADN, por otro lado, tiene una carga muy negativa. La alta carga negativa de la molécula de ADN es neutralizada por los iones de sodio positivos en la solución. Esta neutralización permite que el ADN se precipite en alcohol. Sin la sal, el ADN permanece cargado negativamente y permanece en la parte acuosa de la solución.

Si se centrifuga esta mezcla, el ADN plasmídico precipitado se convertirá en un sedimento en el fondo del tubo. La porción líquida se puede eliminar y el ADN se puede volver a poner en solución o se puede resuspender en una solución diferente a la concentración deseada.

Sodio como parte de la solución tampón.

El ADN generalmente se resuspende en una solución que contiene Tris y EDTA. Esto se llama solución tampón. EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) es la sustancia química ácido etilendiaminotetraacético, que generalmente existe en el laboratorio como una sal disódica, Na2C10H16N2O8. Las soluciones tampón se utilizan para evitar cambios drásticos en el pH; en este caso, Tris / EDTA mantiene el ADN en una solución con un pH entre 7.0 y 9.0.