Par Stacy Taylor | Mis à jour le 30 août 2022
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L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est le modèle génétique contenu dans le noyau d’une cellule. Son extraction nécessite une série d’étapes soigneusement orchestrées :lyse douce de la cellule, rupture de la membrane nucléaire, séparation de l’ADN des protéines et enfin précipitation du brin purifié. Les sels de sodium, le plus souvent le chlorure de sodium, jouent un rôle central à la fois dans la stabilisation de l'ADN libéré et dans sa précipitation.
L’ADN est composé de deux brins complémentaires de nucléotides liés par un squelette sucre-phosphate. Les brins se tordent en une double hélice, les protéines histones et d'autres facteurs chromatiniens maintenant un repliement correct et empêchant les enchevêtrements. Dans son environnement naturel aqueux, les groupes phosphate chargés négativement rendent l'ADN hautement polaire, ce qui explique sa solubilité dans l'eau.
La polarité décrit des molécules qui transportent des distributions de charges électriques inégales. Comme le note Paul Zumbo du Cornell Medical College, tous les acides nucléiques sont polaires. Les charges négatives du squelette phosphate interagissent avec les charges positives partielles des molécules d’eau, permettant à l’ADN de rester dissous. Pour récupérer l'ADN pour des applications en aval, nous devons le retirer de cette phase aqueuse.
Après lyse de la cellule, l’ADN est libéré dans une solution saline. Les ions sodium ajoutés protègent les charges négatives du squelette, neutralisant efficacement l'ADN et affaiblissant son interaction avec l'eau. L’introduction d’un alcool non polaire – éthanol ou isopropanol – force alors l’ADN et les ions sodium à former un complexe serré. Étant donné que l'alcool ne peut pas solvater les molécules chargées, l'ADN précipite, permettant ainsi sa collecte par pipetage doux ou en l'enroulant sur une tige de verre.
Pour accéder à l’ADN, les membranes plasmiques et nucléaires doivent d’abord être perturbées. Ceci est généralement réalisé avec un détergent qui solubilise les bicouches lipidiques. Le dodécylsulfate de sodium (SDS) est un réactif courant en laboratoire, même si même un savon ménager doux peut suffire pour les protocoles de base. Lorsque des matériaux d'origine végétale sont utilisés, les parois cellulaires nécessitent une digestion enzymatique avant que le détergent puisse agir.
Références
Paul Zumbo, Cornell Medical College – « La nature polaire des acides nucléiques »