استخراج ستونی DNA چیست و چه مراحلی دارد؟
آذر
استخراج DNA به روش ستونی یکی از روش های پرکاربرد و مؤثر در زیست‌شناسی مولکولی است که به منظور جداسازی و خالص سازی DNA از نمونه های بیولوژیکی مختلف به کار می‌رود. این روش به دلیل سرعت، کارایی بالا و خلوص مطلوب DNA استخراج شده، در بسیاری از آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می گیرد.
این روش که بر پایه استفاده از غشاهای سیلیکایی طراحی شده، توانسته جایگاه ویژه ای در آزمایشگاه ها و پژوهش های زیستی پیدا کند. در این مقاله، به طور جامع به مراحل استخراج DNA به روش ستونی، کاربردها و مزایای آن پرداخته‌ایم.
استخراج DNA چیست؟
استخراج DNA فرآیندی است که طی آن DNA از سایر اجزای سلولی مانند پروتئین‌ها، لیپیدها و RNA جدا می شود. این فرآیند شامل مراحل لیز سلولی، جداسازی DNA و خالص سازی آن است. هدف اصلی از استخراج DNA، دستیابی به مولکول های DNA خالص و با کیفیت برای استفاده در تحقیقات و کاربردهای مختلف زیست شناسی مولکولی است.
استخراج DNA به روش ستونی چیست؟
در روش استخراج DNA به روش ستونی DNA column extraction، از ستون های حاوی غشای سیلیکایی برای جداسازی و خالص سازی DNA استفاده می شود. این ستون ها به گونه ای طراحی شده اند که در شرایط خاص، DNA به غشای سیلیکایی متصل شده و سایر ناخالصی ها از آن عبور می کنند. سپس با تغییر شرایط، DNA از غشا جدا شده و جمع آوری می شود.
مراحل استخراج DNA به روش ستونی
۱- لیز سلولی (Cell Lysis)
لیز سلولی اولین گام در استخراج DNA است. در این مرحله، سلول‌های نمونه شکسته می‌شوند تا محتویات داخلی آن‌ها از جمله DNA آزاد شود. برای انجام این کار:
- از بافرهای لیز خاص استفاده می‌شود که حاوی دترجنت‌ها و نمک‌ها هستند.
- ممکن است از آنزیم پروتئیناز K برای تجزیه پروتئین‌های موجود در نمونه استفاده شود.
- در نهایت، نمونه در دمای ۵۶ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد تا تمام اجزای سلولی تجزیه شوند.
نکته: استفاده از نمونه تازه و کیفیت بافرها در این مرحله بسیار مهم است.
۲- اتصال DNA به ستون (Binding)
پس از لیز سلولی، مخلوط حاصله به ستون حاوی غشای سیلیکایی اضافه می شود. این فرآیند معمولاً در حضور محلول هایی با غلظت بالای نمک انجام می شود. در این شرایط، DNA به غشا متصل شده و سایر مواد مانند پروتئین ها و RNA از ستون عبور می کنند.
۳- شستشو (Washing)
برای حذف کامل ناخالصی‌ها، ستون با استفاده از بافرهای شستشو چندین بار شسته می‌شود. این بافرها نمک ها، دترجنت ها و سایر مواد ناخواسته را از ستون جدا می کنند.
نکته: شستشو باید به دقت انجام شود، زیرا باقی ماندن حتی مقدار کمی از این مواد می تواند بر کیفیت DNA نهایی تأثیر بگذارد.
۴- الوشن (Elution)
در مرحله نهایی، DNA خالص از غشا جدا می شود. این کار با اضافه کردن بافری با غلظت نمک پایین یا آب انجام می شود. در نهایت، DNA در یک میکروتیوب جمع آوری شده و برای استفاده در آزمایش های بعدی آماده است.
چرا بافر الوشن مهم است؟
- pH مناسب: pH بین ۷ تا ۸ برای حفظ پایداری DNA مناسب است.
- حجم کم: بهینه سازی حجم بافر الوشن باعث افزایش غلظت DNA می شود.
مزایای استخراج DNA با روش ستونی
- سرعت و کارایی بالا: این روش به دلیل سادگی و سرعت بالا، در بسیاری از آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- خلوص بالا: DNA استخراج شده با این روش دارای خلوص بالایی است که برای کاربردهای حساس مانند PCR و توالی‌یابی مناسب است.
- ایمنی: در این روش نیازی به استفاده از حلال‌های آلی مانند فنل و کلروفرم نیست که ایمنی کار را افزایش می‌دهد.
- سهولت در استفاده: استفاده از کیت های استخراج ستونی بسیار ساده است و نیاز به تخصص خاصی ندارد.
کاربردهای استخراج ستونی DNA
- تحقیقات زیست شناسی مولکولی
استخراج DNA به روش ستونی در مطالعات ژنتیکی، بررسی جهش های ژنی و مطالعه برهم کنش های DNA-پروتئین کاربرد فراوان دارد. - تشخیص مولکولی بیماری ها
DNA استخراج شده به روش ستونی، در تشخیص بیماری های ژنتیکی و عفونی از طریق تکنیک هایی مانند PCR یا توالی یابی DNA به کار می رود. - مهندسی ژنتیک
در فرایندهای کلونینگ ژن، تولید موجودات تراریخته و ایجاد تغییرات ژنتیکی در موجودات زنده، DNA خالص نقش حیاتی دارد. - مطالعات پزشکی قانونی
در پزشکی قانونی، استخراج DNA از نمونه های کوچک و حساس مانند خون، بزاق یا مو بسیار اهمیت دارد. روش ستونی به دلیل دقت بالا و کاهش آلودگی، انتخاب مناسبی برای این کاربرد است - تحقیقات زیست‌محیطی
در مطالعات زیست‌محیطی، DNA موجود در خاک، آب یا گیاهان استخراج شده و برای شناسایی گونه ها یا مطالعه تغییرات محیطی استفاده می شود.
چگونه DNA را با کیت‌های آماده استخراج کنیم؟
برای افرادی که به دنبال ساده سازی فرآیند در سریع ترین زمان ممکن هستند، کیت های استخراج dna ستونی گزینه ای عالی هستند. این کیت ها حاوی:
- بافرهای مخصوص لیز، شستشو و الوشن
- ستون‌های سیلیکایی
- راهنمای کاربری دقیق
هستند و مراحل کار را به حداقل رسانده‌اند.
شرکت به ژن با ارائه کیت هایی نظیر BehPrep Genomic DNA Extraction Kit و BehPrep G-Plus DNA Extraction Kit، استخراج DNA از انواع نمونه های زیستی را برای کاربران آسان کرده است.
نکات مهم در استخراج DNA به روش ستونی
- استفاده از نمونه با کیفیت: استفاده از نمونه های تازه و با کیفیت بالا، نتیجه بهتری در استخراج DNA به همراه دارد. نمونه های تخریب شده می توانند منجر به کاهش راندمان استخراج شوند.
- رعایت دستورالعمل ها: پیروی دقیق از دستورالعمل‌های کیت های استخراج برای دستیابی به بهترین نتیجه ضروری است.
- رعایت استریلیزاسیون: استفاده از ابزار و مواد استریل برای جلوگیری از آلودگی نمونه بسیار حیاتی است.
- ذخیره سازی مناسب: DNA استخراج شده باید در دمای مناسب (معمولاً -۲۰ یا -۸۰ درجه سانتی‌گراد) نگهداری شود.
کلام آخر
استخراج DNA به روش ستونی یک روش سریع، کارآمد و ایمن برای جداسازی و خالص‌سازی DNA از نمونه های بیولوژیکی است. با استفاده از این روش می توان DNA با خلوص بالا را برای کاربردهای مختلف زیست‌شناسی مولکولی به دست آورد. استفاده از کیت های استخراج معتبر و رعایت نکات فنی، به بهبود کیفیت و کمیت DNA استخراج شده کمک می کند.
