Par John Brennan
Mis à jour le 30 août 2022
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Les scientifiques décomposent régulièrement l’ADN en composants nucléotidiques pour analyser les traits génétiques ou le risque de maladie. Une étape critique dans la plupart des flux de travail d’extraction d’ADN consiste à utiliser de l’éthanol ou de l’isopropanol pour isoler les acides nucléiques des débris cellulaires. Étant donné que les cellules contiennent des protéines, des lipides et d'autres contaminants, l'objectif est de produire une solution d'ADN aussi pure que possible.
Les protocoles d'extraction typiques comportent plusieurs étapes :lyse cellulaire, élimination des lipides membranaires et séparation de l'ADN des protéines, de l'ARN et d'autres impuretés. Deux méthodes largement utilisées sont la lyse alcaline (pour l’ADN plasmidique bactérien) et l’extraction au phénol-chloroforme. Dans les deux approches, la précipitation à l’éthanol ou à l’isopropanol est utilisée comme l’une des étapes finales. Après précipitation, le culot d'ADN est remis en suspension dans de l'eau ou un tampon pauvre en sel.
L'éthanol et l'isopropanol sont entièrement miscibles à l'eau, mais leurs constantes diélectriques sont nettement inférieures (eau =78,5; éthanol =24,3). L'ADN porte une charge négative, attirant les cations tels que Na⁺ ou K⁺. Étant donné que l'éthanol est moins efficace pour protéger ces ions, les complexes ADN-cation sont plus susceptibles de s'agréger et de précipiter.
Au-delà du blindage des charges, l'éthanol réduit la solubilité de l'ADN en formant des liaisons hydrogène avec l'eau, limitant ainsi le nombre de molécules d'eau disponibles pour hydrater l'acide nucléique. Ce double effet provoque la co-précipitation de l'ADN avec les ions positifs, produisant un culot solide plus concentré que la solution d'origine. Il est important de noter que de nombreux cocontaminants ne précipitent pas dans les mêmes conditions, ce qui augmente la pureté globale de l'ADN.
Le lavage à l'éthanol élimine également les contaminants de faible poids moléculaire tels que les sels et les détergents. Le choix du sel peut être critique lors de l’élimination de détergents comme le dodécylsulfate de sodium (SDS). Par exemple, le dodécylsulfate de potassium est insoluble et précipitera, donc l'utilisation de l'acétate de potassium en lyse alcaline peut éliminer le SDS avant l'ajout d'éthanol ou d'isopropanol. L'éthanol peut également précipiter l'ARN, bien qu'une concentration plus élevée d'éthanol soit généralement nécessaire pour une récupération optimale de l'ARN.