Estrazione DNA da cellule eucariote
In questo semplice esperimento vedremo com'è possibile estrarre il DNA da cellule eucariote. Utilizzeremo come fonte il lievito di birra (Saccharomyces cerevisiae), facilmente reperibile da un fornaio oppure al supermercato.
Abbiamo bisogno poi di un detergente: va benissimo un comune detergente per i piatti. Successivamente dovremo utilizzare un enzima proteolitico, cioé un enzima che catalizza l'idrolisi dei peptidi. Noi abbiamo utilizzato l'estratto secco della papaya, un frutto tipico delle zone a clima tropicale. Esso contiene la papaina, un enzima che ha le caratteristiche di cui abbiamo bisogno; in alternativa si possono utilizzare succhi freschi a base di ananas, kiwi, oppure il liquido per la pulizia delle lenti a contatto, che contenga però delle proteasi.
Infine abbiamo utilizzato l'alcool isopropilico, ma va benissimo l'alcool etilico per i liquori, oppure il comune alcool denaturato.
Il materiale occorrente, pronto per l'esperimento
Ora siamo pronti per cominciare!
Prima fase: sospensione del lievito
Preleviamo due cucchiaini di lievito, li poniamo in un contenitore e aggiungiamo circa 50 millilitri di acqua (va bene anche quella del rubinetto). Agitiamo cautamente per non produrre schiuma: otterremo una sospensione (si chiama così perché il lievito non si scioglie in acqua, ma le cellule di cui è costituito si disperdono nel mezzo acquoso).
La sospensione di lievito
Aggiungiamo anche qualche granello di sale da cucina perché facilita la separazione del DNA. Agitiamo di nuovo.
Seconda fase: aggiunta del detergente
Aggiungiamo qualche cucchiaino di detergente e agitiamo delicatamente, senza produrre schiuma!
Aggiungiamo il detergente per i piatti
Terza fase: aggiunta dell'enzima
Aggiungiamo un cucchiaino di estratto secco di papaya e agitiamo per qualche minuto. Lasciamo riposare per 15 minuti circa, per dare il tempo all'enzima di agire.
Aggiungiamo l'estratto secco di papaya
Quarta fase: aggiunta dell'alcool
Tenendo inclinato il contenitore, aggiungiamo l'alcool isopropilico o etilico ben freddo (è meglio tenerlo in frigo a 4°C fino al momento in cui deve essere utilizzato), molto lentamente, in modo da farlo stratificare sulla superficie acquosa.
Aggiungiamo l'alcool isopropilico
Non bisogna mescolare, né agitare il liquido.
Il doppio strato in cui vedremo i fiocchi bianchi di DNA
Dopo qualche minuto, se abbiamo operato bene, vedremo formarsi dei piccoli fiocchi bianchi nello strato alcolico superiore. Ecco finalmente il DNA!
Nel cerchio è possibile osservare l'agglomerato di DNA
Vediamo ora di spiegare che cosa è successo.
La cellula del lievito, come tutte le cellule, possiede una membrana plasmatica, costituita per la maggior parte di fosfolipidi. Il DNA poi, essendo il Saccharomyces un organismo eucariote, è racchiuso da un involucro nucleare, formato anch'esso da fosfolipidi.
Per estrarre il DNA abbiamo bisogno di rompere queste due membrane: qui entra in gioco il detergente. Quando il detergente entra a contatto con una membrana fosfolipidica, tende a destabilizzarla, fino a romperla.
Ora abbiamo nella miscela il DNA, parte delle proteine di membrana, le proteine del citoplasma, carboidrati, oltre alle micelle costituite dal detergente legato ai lipidi di membrana.
Il DNA così ottenuto è legato, come in tutti gli eucarioti, con alcune proteine, dette istoniche. L'enzima ha il compito di digerire queste proteine, così da liberare il DNA.
L'alcool serve invece a rendere l'ambiente meno idrofilo: il DNA infatti, ha uno scheletro elettricamente carico. L'alcool lo rende così meno solubile e lo fa precipitare nello strato superiore.
Avvertenze
Quello appena descritto, anche se sembra un gioco, è un esperimento scientifico, che può comportare rischi: deve essere perciò effettuato da personale qualificato. L'alcool è infiammabile e deve essere conservato ben chiuso, lontano da fiamme libere.
