yacobchuk/iStock/GettyImages
L'ADN double brin est le modèle génétique de chaque cellule vivante, mais les procédures permettant d'isoler un ADN génomique de haute qualité varient considérablement entre les tissus animaux et végétaux.
La lyse cellulaire commence par un détergent qui perturbe les membranes lipidiques, libérant ainsi la chromatine des membranes nucléaires et organites. Le mélange est ensuite traité avec de l'alcool pour précipiter l'ADN. Bien que les étapes de base soient partagées, l'efficacité et la pureté du produit final dépendent de l'architecture cellulaire spécifique et de la présence de contaminants.
Les cellules végétales possèdent une paroi cellulaire rigide composée de cellulose, d'hémicellulose et de pectine, et contiennent des chloroplastes qui génèrent une gamme de métabolites secondaires. De nombreux génomes végétaux sont polyploïdes, augmentant à la fois la quantité et la complexité de l’ADN. Les cellules animales n'ont pas de paroi cellulaire et dépendent de détergents tels que le dodécylsulfate de sodium (SDS) pour percer la membrane plasmique.
Briser la paroi cellulaire végétale est le premier obstacle. L'homogénéisation mécanique ou la digestion enzymatique avec la cellulase et la pectinase supprime la barrière. Cependant, les polysaccharides, les composés phénoliques et les tanins peuvent coprécipiter avec l'ADN, réduisant ainsi sa pureté. Des étapes de lavage minutieuses et l'utilisation de tampons à haute teneur en sel aident à atténuer ces impuretés.
Les leucocytes du sang périphérique constituent la source la plus courante d’ADN génomique animal. Le sang contient des protéines, des lipides et des débris cellulaires qui peuvent être coextraits avec l'ADN. Le principal contaminant est l’hème, la partie non protéique de l’hémoglobine, qui interfère avec les réactions enzymatiques en aval. L'utilisation d'un tampon de lyse des globules rouges suivi d'une colonne de purification ou d'une extraction au phénol-chloroforme élimine l'hème et améliore le rendement.
Les génomes végétaux sont souvent plus grands et plus complexes que les génomes animaux, en partie à cause de la duplication génétique et d’éléments répétitifs. Cette différence de taille influence la quantité de matière première nécessaire et la capacité des tampons d’extraction. De plus, la présence de métabolites secondaires dans les plantes peut modifier la composition des paires de bases, affectant l'amplification par PCR et la qualité du séquençage.
En adaptant le protocole d'extraction au type de cellule spécifique, les chercheurs peuvent obtenir un ADN génomique fiable et de haute pureté adapté aux applications en aval telles que le séquençage, la PCR et le clonage.