Лабораторная работа: «Выделение ДНК из банана»

Лабораторная работа: «Выделение ДНК из банана»

Цель работы: ознакомиться с простым методом выделения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) из растительных клеток на примере банана и визуально наблюдать полученную ДНК.

Теоретическое обоснование:
ДНК содержится в ядре каждой клетки. Чтобы до нее добраться, необходимо разрушить клеточные стенки (у растений они целлюлозные), плазматическую мембрану и ядерную оболочку. Банан — отличный объект для выделения, так как его клетки легко разрушаются, а мякоть богата ДНК.

Процесс состоит из нескольких этапов:

1. Механическое разрушение: Раздавливание банана физически ломает клеточные стенки.
2. Экстракция (выделение): Использование моющего средства (например, средства для мытья посуды) разрушает липидные bilayer клеточной и ядерной мембран, высвобождая содержимое клетки, включая ДНК.
3. Осаждение: Холодный этиловый спирт (этанол или изопропанол) используется для осаждения ДНК, так как ДНК нерастворима в спирте. В его присутствии она переходит из раствора в видимую глазу фазу — белые нити и хлопья.

Оборудование и реактивы:

• Материал: Спелый банан (1/4 часть).
• Оборудование:
• Стаканчик или чашка (2 шт.)
• Мерный стаканчик
• Столовая ложка
• Чайная ложка
• Фильтр (можно использовать марлю или кофейный фильтр)
• Воронка (или обрезанная пластиковая бутылка)
• Пластиковый прозрачный стаканчик или пробирка
• Деревянная палочка или шпажка
• Терка или вилка для раздавливания
• Реактивы:
• Поваренная соль (NaCl)
• Средство для мытья посуды (без добавок и кремов)
• Холодный этиловый спирт (90-96% этанол или 70% изопропанол, охлажденный в морозилке)
• Вода теплая (около 60°C)

Ход работы:

Этап 1: Приготовление экстракционной смеси

1. В стаканчик налейте 100 мл теплой воды.
2. Добавьте 1 чайную ложку поваренной соли и перемешайте до полного растворения. Роль соли: Ионы натрия нейтрализуют отрицательный заряд на молекулах ДНК, что помогает им в дальнейшем "слипаться" и легче осаждаться.
3. Добавьте 1-2 чайные ложки средства для мытья посуды. Аккуратно перемешайте, не допуская образования пены. Роль моющего средства: Разрушает липидные мембраны клеток и ядер.

Этап 2: Подготовка биологического материала

1. Положите 1/4 банана в чистый стаканчик.
2. Тщательно разомните банан вилкой или натрите на терке до состояния однородного пюре. Чем мельче частицы, тем больше клеток будет разрушено.

Этап 3: Гомогенизация и инкубация

1. Добавьте к банановому пюре 2 столовые ложки приготовленной экстракционной смеси.
2. Осторожно, но тщательно перемешайте в течение 1-2 минут, не взбивая пену.
3. Оставьте смесь для инкубации на 10-15 минут в теплом месте (например, на батарее или в миске с теплой водой). Цель инкубации: Дать моющему средству время подействовать на мембраны клеток.

Этап 4: Фильтрование

1. Установите воронку в пустой стаканчик.
2. Положите в воронку фильтр (марлю, сложенную в несколько слоев).
3. Медленно перелейте банановую смесь на фильтр.
4. Дождитесь, пока жидкость (фильтрат) стечет в стаканчик. На фильтре останутся крупные кусочки клеток. Нам нужен прозрачный фильтрат.

Этап 5: Осаждение ДНК

1. Перелейте примерно 5 мл профильтрованной жидкости в чистый прозрачный стаканчик или пробирку.
2. Осторожно, по стенке сосуда, добавьте примерно 10 мл холодного спирта. Спирт должен образовать слой поверх бананового фильтрата. Не перемешивайте!
3. Оставьте стаканчик в покое на 2-5 минут. На границе двух жидкостей (спирта и фильтрата) вы начнете видеть образование белых полупрозрачных нитей и хлопьев. Это и есть ДНК банана!

Этап 6: Сбор ДНК (по желанию)

1. Аккуратно погрузите деревянную палочку в слой спирта прямо над образовавшимся осадком.
2. Медленно вращайте палочку. Нити ДНК будут наматываться на нее, как тонкая беловатая слизь