Isi

• Sodium sebagai deterjen
• Sodium sebagai agen alkali
• Peran natrium asetat
• Peran natrium dalam pengendapan DNA
• Natrium sebagai bagian dari larutan penyangga

DNA tidak mengambang bebas di dalam inti sel. Ini terkait dengan sejumlah protein yang berbeda dan terperangkap dalam membran sel. Dalam sel hewan, DNA juga dikandung oleh membran inti. Untuk mengekstraksi DNA dari sel, membran dan protein terkait pertama-tama harus dikeluarkan dan kemudian dipisahkan secara fisik dari DNA. Sodium mungkin terlibat dalam beberapa langkah yang diambil untuk mencapai tujuan ini.

Sodium sebagai deterjen

Sodium adalah sebuah elemen. Simbol kimianya adalah Na, dari Natrium, kata Latin untuk natrium. Ini adalah ion positif dan sering dikaitkan dengan ion negatif untuk membentuk senyawa yang bermanfaat. Misalnya, ketika ion natrium terikat pada ion klor, mereka membentuk senyawa natrium klorida, yang merupakan garam meja biasa.

Beberapa bentuk natrium yang berbeda digunakan dalam ekstraksi DNA. Sodium dodesil sulfat, atau SDS (dari bahasa Inggris "sodium dodecyl sulfate"), adalah deterjen yang mengandung natrium. Ini memiliki rumus kimia C12H25NaO4S, di mana Na melambangkan natrium. Deterjen digunakan untuk menghancurkan dinding dan membran sel. Mereka bekerja secara kimiawi dengan membuka lubang di membran atau dinding sel.

Setelah lubang di membran dibuka, mereka dapat dihancurkan secara mekanis, seperti dengan blender. Setelah itu, lebih mudah mengambil isi sel, termasuk DNA.

Sodium sebagai agen alkali

Natrium hidroksida adalah senyawa lain yang mengandung natrium yang digunakan untuk mengekstraksi DNA seluler. Rumus kimia untuk natrium hidroksida adalah NaOH. Senyawa ini basa. Larutan natrium hidroksida sangat basa, atau basa. Natrium hidroksida dapat bekerja dengan melonggarkan struktur kaku dari dinding atau membran sel dan dengan demikian melepaskan DNA.

Natrium hidroksida paling sering digunakan untuk mengekstraksi DNA plasmid. DNA plasmid pada bakteri biasanya berbentuk cincin di sitoplasma, terpisah dari DNA kromosom di dalam nukleus. Sementara DNA kromosom memprogram fungsi dan proses sel bakteri, DNA plasmid sering kali merupakan DNA yang dimodifikasi secara genetik yang menyandikan gen atau gen tertentu yang diinginkan. Plasmid adalah alat penelitian yang sangat berharga, dan ekstraksi sel bakterinya adalah prosedur rutin di laboratorium.

Untuk memisahkan DNA kromosom dan DNA terfragmentasi bakteri dari DNA plasmid, natrium hidroksida sering digunakan. DNA kromosom dan terfragmentasi bersifat linier, sedangkan DNA plasmid berbentuk lingkaran. Ketika larutannya basa - misalnya, ketika natrium hidroksida ditambahkan - molekul DNA untai ganda terpisah. Ini dikenal sebagai denaturasi. Basis komplementer mereka tidak lagi terkait satu sama lain. Anda bisa menganggapnya sebagai dua sisi ritsleting yang saling melengkapi. Ketika DNA beruntai ganda, ritsleting ditutup. Ketika DNA didenaturasi, ritsleting tidak hanya terbuka, tetapi dua untai benar-benar terpisah satu sama lain, seperti pada jaket.

Di sisi lain, molekul DNA plasmid, meskipun dalam ritsleting terbuka, tidak dipisahkan. Strip melingkar dapat dengan mudah menemukan basa komplementernya dan "mengubah sifat" dirinya kembali menjadi molekul DNA plasmid untai ganda melingkar, setelah larutan tidak lagi bersifat basa. Inilah salah satu sifat unik dari plasmid, yang memungkinkannya dipisahkan dari DNA kromosom. Dengan cara ini, DNA plasmid dengan gen yang diinginkan dapat dihilangkan dan dipisahkan dari DNA kromosom normal bakteri.

Peran natrium asetat

Natrium juga bisa dalam bentuk natrium asetat. Seperti natrium hidroksida, natrium asetat digunakan untuk membantu memisahkan DNA plasmid dari DNA kromosom, tetapi dengan mekanisme yang sangat berbeda dan pada waktu yang berbeda dari prosedur ekstraksi DNA.

Untaian tunggal DNA linier tidak larut dalam larutan garam. Mereka mengendap, membentuk padatan.Menambahkan natrium asetat ke larutan deterjen SDS membentuk padatan puing-puing sel, serta DNA linier kromosom yang terdenaturasi. DNA plasmid sirkuler tidak larut dalam larutan garam. Itu tetap dalam larutan, memisahkan DNA plasmid yang diinginkan dari sisa DNA di dalam sel.

Natrium hidroksida memberikan solusi dasar untuk mengubah sifat dan memisahkan untaian DNA, baik plasmid maupun kromosom. Setelah DNA tidak lagi berada dalam larutan alkali, hanya DNA plasmid yang dapat berkumpul kembali. Untuk memisahkan DNA kromosom yang terdenaturasi dan "terbuka" dari DNA plasmid yang direnaturasi dan "tertutup", natrium asetat digunakan untuk secara selektif mengendapkan DNA kromosom dan puing-puing seluler lainnya dari DNA plasmid untai ganda.

Peran natrium dalam pengendapan DNA

DNA kromosom yang diendapkan dan puing-puing sel dapat dikeluarkan dari DNA plasmid terlarut yang masih berada dalam larutan melalui sentrifugasi, sebuah proses pemintalan berkecepatan tinggi yang menyebabkan padatan terlempar ke dasar tabung dalam bentuk pelet kecil. , memungkinkan cairan di bagian atas, yang mengandung DNA plasmidial, untuk dipisahkan.

DNA plasmid ini kemudian dapat diendapkan dengan menambahkan alkohol dan garam ke dalam larutan. Seringkali diinginkan untuk mengendapkan DNA plasmid untuk memusatkan kuantitasnya dalam larutan dan membawanya kembali ke larutan yang membantu menstabilkan struktur kimianya. Garam yang digunakan untuk mengendapkan DNA plasmid dapat berupa natrium klorida atau natrium asetat, tetapi juga dapat berupa amonium asetat atau litium klorida.

Natrium adalah ion bermuatan positif. Dalam larutan natrium klorida - garam meja, misalnya -, molekul natrium klorida terpisah menjadi ion natrium dan ion klorida. DNA, sebaliknya, bermuatan sangat negatif. Muatan negatif yang tinggi dari molekul DNA dinetralkan oleh ion natrium positif dalam larutan. Netralisasi ini memungkinkan DNA mengendap dalam alkohol. Tanpa garam, DNA tetap bermuatan negatif dan tetap berada di bagian larutan yang encer.

Jika campuran ini disentrifugasi, DNA plasmid yang diendapkan akan berubah menjadi pelet di dasar tabung. Bagian cairan dapat dihilangkan dan DNA kemudian dapat dimasukkan kembali ke dalam larutan, atau disuspensi kembali dalam larutan yang berbeda pada konsentrasi yang diinginkan.

Natrium sebagai bagian dari larutan penyangga

DNA biasanya disuspensi kembali dalam larutan yang mengandung Tris dan EDTA. Ini disebut larutan buffer. EDTA (Ethylenediamine tetraacetic acid) adalah bahan kimia ethylenediamine tetraacetic acid, yang biasanya ada di laboratorium sebagai garam disodium, Na2C10H16N2O8. Larutan penyangga digunakan untuk mencegah perubahan drastis pada pH; dalam hal ini, Tris / EDTA menyimpan DNA dalam larutan dengan pH antara 7.0 dan 9.0.