Hvad gør ethanol i en DNA-ekstraktion?

Forskere kan nedbryde eller sekvensere DNA i dets bestanddele nukleotider, som for eksempel kan fortælle en person, om de har en genetisk sygdom. Almindelige metoder til DNA-ekstraktion involverer brugen af isopropanol eller ethanol i et trin i processen. Celler indeholder dog mange andre molekyler som proteiner og lipider, og forskere ønsker naturligvis at få en opløsning af DNA, der er så rent som muligt.

Metoder til DNA-ekstraktion involverer typisk flere trin: cellerne skal brydes åbne , membranlipiderne skal fjernes, og DNA'et skal adskilles fra proteiner, RNA og andre kontaminanter. To typiske protokoller er alkalisk lysering til ekstraktion af bakterielt plasmid-DNA og phenol-chloroform-ekstraktion. I begge metoder er ethanol- eller isopropanoludfældning af nukleinsyrer et af de sidste trin. Når DNA eller RNA er udfældet (faldet ud af opløsning), kan det resuspenderes i vand.
Ethanol er et godt opløsningsmiddel.

Både ethanol og isopropanol blandes godt (er blandbare med) vand, men de har lavere dielektriske konstanter end vand, hvilket betyder, at deres evne til at afskærme positive og negative ladninger i løsningen og holde dem adskilt er meget fattigere. Den dielektriske konstant for vand er for eksempel 78,5, mens konstanten for ethanol er 24,3. DNA er negativt ladet, så det tiltrækkes af positive ioner i opløsningen som kalium eller natrium. Ethanol har en dårligere evne end vand til at holde de positivt ladede ioner og DNA'et adskilt.
Ethanol øger DNA-koncentrationen

Ethanol gør også DNA'et mindre opløseligt af en anden grund. Da ethanolmolekylerne kan danne interaktioner kaldet brintbindinger med vandmolekyler, reducerer de antallet af tilgængelige vandmolekyler til hydrering af DNA'et. Mellem denne virkning og den lavere dielektriske konstant får ethanolen grundlæggende DNA til at aggregeres med positive ioner i opløsningen, hvilket danner et fast stof eller bundfælder i bunden af røret. Udfældning af DNA'et tjener til at gøre det mere koncentreret, fordi andre forurenende stoffer i opløsningen ikke udfældes på samme tid.
Yderligere faktorer i processen

Ethanolvask tjener også til at fjerne forurenende stoffer med lav molekylvægt som salte og vaskemidler. Det valgte salt kan variere afhængigt af, om det er nødvendigt at præcipitere natriumdodecylsulfat (SDS) detergent fra et tidligere trin; kaliumdodecylsulfat er for eksempel uopløselig og vil udfældes, så ved anvendelse af kaliumacetat i en alkalisk lysering kan SDS fjernes, før ethanol /isopropanol tilsættes. Ethanol kan også bruges til at præcipitere RNA af meget de samme grunde, skønt bundfald af RNA typisk kræver mere ethanol.