Hva er effekten av en alkalisk pH på strukturen av DNA?

Vanligvis hver DNA-molekyl inne i cellene inneholder to tråder koblet sammen med interaksjoner som kalles hydrogenbindinger. Endringer i forholdene, men kan "denaturere" DNA og føre til at disse tråder til å skille seg. Tilsetning av sterke baser, slik som NaOH, dramatisk øker pH, og dermed redusere hydrogen-ion-konsentrasjonen i oppløsningen og å denaturere dobbelttrådet DNA.

Effekter av pH

Den hydroksyd-ion konsentrasjon og pH-verdi har en direkte sammenheng, noe som betyr at jo høyere pH, desto høyere er konsentrasjonen hydroksyd. Likeledes, jo lavere hydrogenionekonsentrasjonen faller. Ved høy pH, så er løsningen rik på hydroksydioner, og disse negativt ladede ioner kan trekke hydrogenioner ut av molekyler som baseparene i DNA. Denne prosessen forstyrrer hydrogenbindinger som holder de to DNA-trådene sammen, noe som får dem til å skille seg.

RNA vs. DNA

I motsetning til RNA, DNA mangler en hydroksylgruppe på 2'-stillingen i sukker hver gruppe. Denne forskjellen gjør at DNA mye mer stabil i alkalisk oppløsning. I RNA, kan hydroksylgruppen på 2-stillingen gir opp en hydrogenion til løsningen ved høy pH-verdi, noe som skaper en svært reaktive alkoksyd-ion som angriper fosfatgruppen holde to nabo nukleotider sammen. DNA som ikke lider av denne defekten og således har bemerkelsesverdig stabilitet ved høy pH.

Alkaline Lysis

Molekylærbiologer ofte gjør bruk av alkalisk denaturering for å isolere plasmid-DNA fra bakterier. Plasmider er små løkker av DNA som er atskilt fra det bakterielle kromosom. I et alkalisk lyserings miniprep, biologer i vaskemiddel og natriumhydroksid for å bakterier suspendert i løsning. Vaskemiddelet oppløser bakteriecellemembran, mens natriumhydroksyd øker pH og gjør løsningen svært alkalisk. Som de ødelagte cellene frigi deres innhold, DNA inne skiller i sine enkelte tråder eller denatures.

nytt bandt

Når biolog ekstrakter DNA fra cellen, legger han en annen reagens for å returnere oppløsningen til en mer nøytral pH og utfelling av vaskemiddel. Endringen i pH-verdien gjør det mulig for plasmidet strengene for å reanneal; voluminøse kromosom, men kan ikke gjøre det samme, slik at biologen kan fjerne det sammen med vaskemiddel, denaturert proteiner og andre diverse skrot, slik at plasmidet bak. Alkalisk lysis ikke fullstendig rense plasmid-DNA; heller, fungerer den som en "quick and dirty" måte å hente det fra cellen og fjerne de fleste andre forurensninger.