Extractie van DNA uit vruchten

Datum:  Oktober 2012

Inleiding:

Er zijn van die experimenten die al jaren op je netvlies staan maar die je om een of andere reden nog niet uitgevoerd hebt. Extractie van DNA is er zo een. Ik ben er zelfs al via een lezer van deze website ooit eens op gewezen dat dit een leuk experiment is om uit te voeren.

Principe:

Extraheren van DNA uit vruchten.

Materiaal:

  • Banaan of Kiwi
  • Vork
  • Snijplank
  • Bekerglas 250 ml
  • Bekerglas 500 ml
  • Maatcylinder of maatglas 100 ml
  • Afwasmiddel
  • Water
  • Keukenzout (NaCl)
  • Alcohol 96%
  • Warmhoudplaat
  • Roerstaaf
  • Koffiefilter
  • 100 ml flesje met dop
  • Vriezer
  • Reageerbuis
  • Pasteurpipet
  • Haakje gemaakt van paperclip

Uitvoering:

  • Verwijder de schil van een banaan en prak het vruchtvlees fijn met een vork op een snijplank. Indien men een Kiwi gebruikt, deze eerste schillen en vervolgens de vrucht fijnprakken.
  • Breng de geprakt vrucht over in een bekerglas van 250 ml
  • Voeg de extractievloeistof toe, bestaande uit 10 ml afwasmiddel, 3 g keukenzout en 100 ml water (voorzichtig gemengd totdat alle zout opgelost is)
  • Plaats het bekerglas in een waterbad (bv groter bekerglas gevuld met water) dat op een temperatuur van 60 ░C is ingesteld.
  • Verwarm het mengsel gedurende 15 min. Let er hierbij op dat de temperatuur niet boven de 60 ░C komt.
  • Roer de pulp regelmatig door met de roerstaaf
  • Laat de pulp afkoelen
  • Filtreer de pulp af door een koffiefilter in een flesje van 100 ml. Roer tijdens het filteren de pulp voorzichtig op met de roerstaaf, let er daarbij op dat het filter niet beschadigd wordt.
  • Plaats enkele uren daarvoor al een flesje alcohol 96% in de vrieskist
  • Giet enkele ml extract over in  een reageerbuis
  • Voeg met de pasteurpipet enkele ml koude alcohol toe, dusdanig dat de twee lagen niet mengen maar op elkaar liggen.
  • Op het grensvalk kan men een troebeling waarnemen, deze troebeling is het DNA.
  • Men kan met een haakje proberen het DNA uit de oplossing te halen.

Resultaat:

DNA uit banaan ge´soleerd, waarneembaar als het wolkachtige materiaal op het interface van de twee vloeistoffen.

Discussie:

De hierboven beschreven procedure maakt gebruik van het gegeven dat het externe membraan van de cellen en van de celkernen is opgebouwd uit vetachtige verbindingen.

Door het fruit te verpulpen proberen we de cellen zoveel als maar mogelijk is van elkaar te halen waardoor ze beter benaderbaar worden voor het detergent. 

De volgende stap is erop gericht het DNA uit de celkernen te halen. Daarvoor moet men dan niet alleen de celmembranen kapot maken maar ook de membranen rond de kern. Deze membranen zijn opgebouwd uit fosfolipides, rijk in vet. We kunnen deze membranen daarom oplossen in het detergent. Het gebruik van zout helpt met het elimineren van de histonen, eiwitten waar het DNA omheen gewikkeld zit.

Het opwarmen naar 60 ░C helpt met het afbreken van de membranen. de hogere temperatuur deactiveert ook bepaalde enzymen zoals DNase die ervoor kunnen zorgen dat het DNA degradeert. Als men de pulp te lang op een te hoge temperatuur houdt dan kan dat ook leiden tot DNA degradatie.     

Vervolgens scheid men het DNA van de celmembranen en andere fruitresten door filtratie.

 Uiteindelijk laat men het DNA neerslaan in alcohol waardoor het zichtbaar wordt.

Opmerkingen:

  • Ik heb geprobeerd het DNA ook microscopisch te bekijken. Het was echter te amorf om goed op in te kunnen stellen, er waren geen details te zien.

Literatuur:

  • Shawn Carlson; "Scientific American - The Amateur Biologist"; John Wiley; 2002; ISBN0471382817; p. 196-199.
  • J.D. Fast; "Materie en Leven"; Centrale Uitgeverij en Adviesbureau; 1972; p.139-154.
  • H.H. Kreutzer & A.A.G. Oskamp; "Biologie 5v"; Wolters Noordhoff; 1975; ISBN: 9001505368; p. 182-196.  

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Achtergrondinformatie:

DNA oftewel Deoxyribonucleinezuur  (DeoxyriboNucleic Acid) heeft een helixachtige moleculaire structuur en is het materiaal waaruit alle chromosomen die in celkernen zitten opgebouwd zijn. Het DNA is de drager van de erfelijke informatie van een organisme. De molecuulmassa van DNA loopt in de miljoenen. M..b.v. enzymen kunnen we DNA is kleinere stukken knippen, de zogenaamde nucleotiden die allemaal een gelijksoortige bouw hebben. Elk nucleotide bestaat uit een suiker (desoxiribose, D) waaraan een fosfaatgroep (f) en een van de organische N-basen adenine (N), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C) is gebonden, hetgeen betekent dat er vier soorten nucleotiden zijn. De nucleotiden zijn in DNA-moleculen onderling verbonden tot lange, onvertakte ketens door afsplitsing van water tussen het fosfaat van het ene nucleotide en het desoxiribose van het andere. De keten bestaat dus uit een ononderbroken reeks van afwisselend desoxiribose en fosfaat waarbuiten aan elk desoxiribose een van de basen A,T,G en  steekt.
Een DNA molecuul bestaat nu uit twee langs elkaar liggende ketens van nucleotiden. De beide ketens van het DNA-molecuul zijn door waterstofbruggen tussen A en T , respectievelijk G en C verbonden. de beide ketens samen krijgen zo een helixvormige structuur.   In het DNA komt steeds evenveel A als T en evenveel G als C voor, maar de verhouding (A+T)/(G+C) is van soort to soort verschillend.

26/12/2012