Популярные посты


Счетчики


Rambler's Top100
Fuza.ru » Полезные советы » Как увидеть ДНК

Как увидеть ДНК

Наследственность, гены, ДНК… Кажется, эти слова уже давно перестали быть научными терминами, вошли в повседневную жизнь и знакомы теперь каждому старшекласснику, не говоря уж о студентах. Но никакой ДНК большинство из нас никогда не видело, хотя увидеть её — дело вполне реальное даже в домашних условиях. В одной из генетических лабораторий на стене висит, к примеру, вот такая инструкция:


Как самому выделить ДНК

1. Найдите что-то, что содержит много ДНК. Например, зелёный горошек (но можно куриную печенку, селёдочные молоки или лук).
2. Положите в миксер около 100 мл (полстакана) этого продукта, добавьте 1/8 чайной ложки соли и 200 мл (стакан) холодной воды. Взбивайте в течение 15 секунд. Миксер «сварит» вам горохово-клеточный суп.
3. Процедите смесь через ситечко или кусок капрона (чулок вполне подойдет). В полученную мякоть добавьте 1/6 от её количества (это будет примерно 2 столовые ложки) жидкого моющего средства (для посуды, например) и хорошо размешайте. Оставьте на 5-10 минут.
4. Разлейте жидкость по пробиркам или другим стеклянным посудинам, чтобы в каждой было заполнено не больше трети объёма.
5. Добавьте в каждую пробирку по чуть-чуть либо сока, выжатого из ананаса, либо раствора для контактных линз и осторожно встряхните, переворачивая и наклоняя пробирку (если будете трясти слишком рьяно, разломаете ДНК и ничего не увидите).
6. Наклоните пробирку и медленно влейте в неё немного этилового спирта, чтобы он образовал слой поверх гороховой смеси. Лейте, пока спирта и смеси не окажется поровну. ДНК всплывёт наверх в виде хлопьев.
7. Деревянной палочкой (карандашом) выловите их и рассмотрите под микроскопом.

Конечно, для научных работников эта инструкция — в какой-то степени шутка и никто из них ДНК таким способом не выделяет, а между тем если и вправду воспользоваться ею, то всё получится! Выход ДНК будет, правда, невелик, а вещество — не особенно чистым, но увидеть в микроскоп длинные тонкие нити — кристаллы ДНК — вполне возможно.

Что же происходит с зелёным горошком или куриной печёнкой в процессе описанных манипуляций и почему в конечном счете ДНК оказывается отделённой от всех остальных веществ, которых в клетке великое множество?

Выбор объекта

ДНК, как известно, есть в каждой клетке, а значит, выделить её можно из любой ткани — даже из костей животных, чешуи рыб или древесины, где клеток не так уж много по сравнению с объёмом внеклеточного вещества.

Во всех тканях организма как животного, так и растения, ДНК, как правило, одинакова. Отличаются эти ткани тем, что в одних из них помимо вещества наследственности больше почти ничего нет (молоки селёдки), а в других, таких, как костная ткань, содержание ДНК относительно невелико. Кроме того, существуют ткани, в клетках которых имеется удвоенный набор хромосом (к тетраплоидным относятся, в частности, клетки печени), а потому и ДНК в них в два раза больше, чем во всех остальных. В семенах растений относительное, содержание ДНК выше, чем в стебле, а из молодых растущих побегов её можно выделить существенно больше, чем из такого же по объёму куска одревесневшего ствола.

В общем, если перед исследователем не стоит какой-то специальной задачи, он старается выбрать для работы ткань, в которой мало межклеточного вещества и много самих клеток. Причём желательно, чтобы ткань легко распадалась на эти составляющие, а клетки не были перегружены белками (как мышечные), липидами (как жировые) или полисахаридами (как клетки мозга).

Дробим ткань на клетки

В миксере ткань, из которой мы собираемся добыть вещество наследственности, распадается на отдельные клетки: чтобы механически разорвать связи между ними требуется, как правило, гораздо меньше усилий, чем для того, чтобы повредить саму клетку. И поскольку при нашем способе выделения ДНК требуются более или менее целые, неповреждённые клетки, ясно, что консервированный горошек или солёная селёдка для такого эксперимента не годятся, — лучше уж взять что-нибудь свежезамороженное, если вы уверены, что продукт не размораживали в процессе хранения несколько раз.

А немного соли нужно добавить в раствор для того, чтобы клетки не полопались раньше времени: давление внутреннего содержимого на клеточную мембрану изнутри уравновешивают давлением соляного раствора снаружи.

Высвобождаем макромолекулу

Что касается фильтрации, то она нужна для того, чтобы механически удалить из клеточной суспензии всевозможные примеси, в том числе, крупные куски ткани — всё равно те вещества, которыми мы собираемся обрабатывать смесь, не смогут проникнуть глубоко внутрь таких конгломератов, и для выделения ДНК они окажутся бесполезными.

А обработать полученные клетки следует, в первую очередь, каким-нибудь детергентом. Средство „Ферри", способное, согласно рекламе, легко отмыть самую жирную посуду, годится и для того, чтобы наделать больших дырок в липидной мембране как самой клетки, так и её ядра. Если нет жидкого моющего средства, можно сделать концентрированный раствор стирального порошка — тоже подойдет.

В результате такой обработки всё клеточное содержимое вывалится наружу и окажется в растворе, который сделается при этом очень вязким, тягучим и существенно более прозрачным, чем была клеточная суспензия. Изменение консистенции раствора — верный знак того, что лизис прошёл успешно.

 Тут всё ясно и без комментариев —

не наливайте слишком много раствора в ёмкость, туда предстоит ещё много чего налить, к тому же, если смеси будет в избытке, её будет трудно перемешать.

 Освобождаемся от белков

Чего только нет в нашей смеси! Однако белков здесь — больше всего, причём именно они образуют самые прочные комплексы с ДНК. Существуют методики, когда белки удаляют из раствора в несколько этапов. Например, часть из них легко денатурирует и выпадает в осадок при добавлении концентрированных растворов солей. В лабораторных условиях такие приёмы прекрасно работают, а от осадка исследователи освобождаются, помещая пробирки на несколько минут в центрифугу. После этого все более или менее крупные клеточные обломки, денатурированные белки и другие примеси оказываются на дне, образуя очень плотный осадок, и перелить в другую пробирку надосадочную жидкость, содержащую в основном нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК, — труда не составляет. Однако в домашних условиях этот этап очистки нам придётся пропустить, пожертвовав частью интересующего нас вещества, — оно так и останется „в белковом плену".

Мы сразу же перейдём к очистке ДНК от остаточных белков с помощью специальных ферментов, способных разрушать эти молекулы. Именно такие вещества содержит сок ананаса. Сами они — тоже белки, поэтому ананас, из которого выжимают сок, должен быть свежим: у ферментов нет ни малейшего шанса сохраниться неизменными в компоте или в консервированном продукте. Что же касается раствора для очистки линз, то если вы собираетесь использовать его — не забудьте положить таблетку для удаления белковых отложений! Сами по себе растворы для хранения контактных линз никаких активных веществ не содержат — иначе и нашим глазам не поздоровилось бы.

О том, что ферменты сработали, можно судить по уменьшению вязкости раствора. Если этого не происходит, поместите смесь в тёплое место (примерно 37°С) на полчаса, иногда может потребоваться добавить больше ананасового сока или раствора для очистки линз.

Осаждаем ДНК из раствора

Теперь ДНК плавает в растворе сама по себе. Белки больше не цепляются за неё, хотя обломков всевозможных молекул в смеси по-прежнему много. В лабораторных условиях эти ненужные фрагменты убирают, тщательно перемешивая раствор с фенолом и/или хлороформом. Органические растворители, способные забирать белки „на себя", тяжелее воды, а потому при последующем расслоении смеси в центрифуге они опускаются на дно. После центрифугирования внизу пробирки оказываются фенол и/или хлороформ с растворёнными в них белками, а вверху — водная фаза, содержащая ДНК. Водную фазу собирают в отдельную пробирку и дальше работают уже с относительно чистым раствором.

За неимением центрифуги и органических растворителей, работа с которыми требует к тому же специальных мер безопасности, этот этап очистки в домашних условиях приходится пропустить и осаждать ДНК прямо из „грязного" раствора.

Заметим сразу — заменить этиловый спирт водкой или духами нельзя: если концентрация спирта будет низкой и упадёт при смешивании с водной фазой до 60-65%, ДНК в кристаллическое состояние не перейдёт. Отчасти именно по этой причине наливать спирт в пробирку с ДНК-содержащей смесью следует осторожно, наслаивая его сверху. Тогда нижние слои спирта частично смешаются с раствором ДНК, начнётся процесс кристаллизации нуклеиновых кислот, и они всплывут на поверхность (где спирт более концентрированный) в виде хлопьев.

Если же налить спирт сверху не получится и всё безнадёжно перемешается, то при малом количестве этанола у вас вообще ничего не получится, а при большом начнёт кристаллизоваться не только ДНК: в осадок выпадут и остатки белков, и кое-что ещё из исходного содержимого клеток.

Что же мы получили?

Чистые кристаллы ДНК похожи на клубки спутанных нитей, но не надо забывать, что вы видите именно кристаллы вещества, а не его макромолекулы, и сказать по их внешнему виду, какие гены содержит выделенная вами нуклеиновая кислота, конечно, невозможно. Чтобы узнать это, придётся снова растворять ДНК. Впрочем, „прочесть" последовательность нуклеотидов в домашних условиях, увы, невозможно: для этого нужны не только специальные приборы, но и дорогие реактивы.

Однако если вы уже хорошо рассмотрели кристаллы и они успели подсохнуть, можете понаблюдать за тем, как ДНК растворяется. Она в начале набухает, становясь похожей на студенистую медузу, и лишь спустя несколько дней раствор делается однородным. Процесс можно ускорить, если пробирку почаще встряхивать.
28-08-2015, 21:19
/
просмотров: 1530
/
комментариев: 0

Если вам понравился пост - поделитесь с друзьями в социальных сетях.

  • Нравится




Немного о силушке богатырской.
Немного о силушке богатырской.
Боевой вертолет Ка-52: Всепогодный круглосуточный боевой вертолет нового поколения Ка-52 «Аллигатор» предназначен для уничтожения бронированных и небронированных наземных целей, малоскоростных
Зачем есть углеводы и чем опасны низкоуглеводные диеты
Зачем есть углеводы и чем опасны низкоуглеводные диеты
Углеводы, безусловно, следует кушать, а вот почему и как — разбираемся ниже    
Бросить все. Уставшие от жизни люди.
Бросить все. Уставшие от жизни люди.
В прошлом году наша соседка, занимающая довольно жирную должность, бросила работу, сдала свою прекрасную трехкомнатную квартиру успешной молодой семье и уехала жить на дачу. Навсегда.  
7 важных навыков, которые должен вспомнить каждый современный взрослый.
7 важных навыков, которые должен вспомнить каждый современный взрослый.
В современном мире мы слишком часто полагаемся на помощь умных машин, гаджетов и специально обученных людей, которые придут и все починят, заменят и настроят. Нас повсюду окружают люди, чьи умения не
5 причин есть овсянку каждый день.
5 причин есть овсянку каждый день.
Многим из нас в детстве приходилось есть овсяную кашу: дома на завтрак, в детском саду, у бабушки в деревне. Теперь, став взрослыми, мы хотим, чтобы наш завтрак был сытным и полезным. Не пора ли
comments powered by Disqus
Подняться вверх