در دنیای امروزی تجزیه و تحلیل DNA توسط Multiplex و Real-Time PCR، صورت می‌گیرد و نمی‌توان اهمیت DNA خالص و با کیفیت بالا را دست کم گرفت. یافتن یک سیستم استخراج dna مناسب برای برآوردن نیازهای کاربر و برای تکمیل موفقیت آمیز آزمایش‌ها، حیاتی است. در این مقاله به شما خواهیم گفت تکنیک استخراج dna از سلول و بافت چگونه است و در ادامه شما را با مزیت‌های آن آشنا خواهیم کرد. 

DNA چیست و چه نقشی دارد؟

قبل از این که به سراغ تکنیک استخراج dna برویم بهتر است درباره چیستی آن نیز بدانید. 

DNA مخفف دئوکسی ریبونوکلئیک اسید است. این شامل واحدهایی از بلوک های ساختمانی بیولوژیکی به نام نوکلئوتید است.

DNA یک مولکول حیاتی نه تنها برای انسان بلکه برای اکثر موجودات دیگر است. DNA حاوی مواد ارثی و ژن‌های ما است، چیزهایی که ما را از دیگران منحصر به فرد می‌کنند.

DNA حاوی دستورالعمل های لازم برای رشد، بقا و تولید مثل یک موجود است. برای انجام این عملکردها، توالی‌های DNA باید به پیام‌هایی تبدیل شوند که می‌توانند برای تولید پروتئین‌ها، که مولکول‌های پیچیده‌ای هستند که بیشتر کار را در بدن ما انجام می‌دهند، استفاده شوند.

هر توالی DNA که حاوی دستورالعمل هایی برای ساخت یک پروتئین است به عنوان یک ژن شناخته می‌شود. اندازه یک ژن ممکن است بسیار متفاوت باشد. ژن‌ها تنها حدود 1 درصد از توالی DNA را تشکیل می‌دهند. توالی‌های DNA خارج از این 1 درصد در تنظیم زمان، چگونگی و میزان تولید پروتئین نقش دارند. 

مراحل استخراج DNA از سلول و بافت 

پنج مرحله اساسی استخراج dna وجود دارد که در تمام شیمی‌های ممکن برای تصفیه DNA سازگار است: 1) اختلال در ساختار سلولی برای ایجاد لیز 2) جداسازی DNA محلول از بقایای سلولی و سایر مواد نامحلول 3) اتصال به DNA مورد علاقه ماتریکس تصفیه 4) شستشوی پروتئین‌ها و سایر آلاینده‌ها از ماتریکس و 5) شستشوی DNA. استخراج dna در آزمایشگاه با کمک و خرید مواد شیمیایی آزمایشگاهی انجام می‎شود. 

1. ایجاد Lysate

اولین مرحله در هر واکنش خالص سازی اسید نوکلئیک، رهاسازی DNA/RNA در محلول است. هدف از لیز این است که به سرعت و به طور کامل سلول های یک نمونه را مختل کند تا اسید نوکلئیک در لیز آزاد شود. چهار روش کلی برای لیز کردن مواد وجود دارد: روش های فیزیکی، روش های آنزیمی، روش های شیمیایی و ترکیبی از این سه.

2. پاکسازی Lysate

بسته به ماده اولیه، لیزهای سلولی ممکن است نیاز به حذف بقایای سلولی قبل از خالص‌سازی اسید نوکلئیک داشته باشند تا انتقال مواد ناخواسته (پروتئین‌ها، لیپیدها و ساکاریدها از ساختارهای سلولی) به واکنش خالص‌سازی کاهش یابد که می‌تواند غشاها را مسدود کند یا در پایین‌دست تداخل ایجاد کند. برنامه‌های کاربردی. معمولاً پاکسازی با سانتریفیوژ، فیلتراسیون یا روش‌های مبتنی بر مهره انجام می‌شود.

سانتریفیوژ می‌تواند به زمان عملی بیشتری نیاز داشته باشد، اما می‌تواند مقادیر زیادی از زباله‌ها را برطرف کند. فیلتر کردن می‌تواند یک روش سریع باشد، اما نمونه‌هایی با مقدار زیادی زباله می‌توانند فیلتر را مسدود کنند. پاکسازی مبتنی بر مهره، مانند روشی که با کیت‌های آماده سازی پلاسمید مبتنی بر ذرات Promega استفاده می‌شود، می‌تواند در پروتکل‌های خودکار استفاده شود، اما می‌تواند با زیست توده غرق شود. هنگامی که یک لیز پاک شده تولید شد، DNA را می‌توان با روش‌های شیمیایی مختلف مانند سیلیس، تبادل یونی، سلولز یا روش‌های مبتنی بر رسوب خالص سازی کرد.

3. اتصال به ماتریس تصفیه

صرف نظر از روشی که برای ایجاد یک لیز پاک شده استفاده می‌شود، DNA مورد نظر را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف جدا کرد. Promega سیستم‌های جداسازی DNA ژنومی را بر اساس لیز نمونه توسط مواد شوینده و خالص‌سازی با اتصال به ماتریس‌ها (سیلیکا، سلولز و تبادل یونی) ارائه می‌دهد، که در سال‌های اخیر توجه عمده‌ای به آن جلب شده است.

هر یک از این ترکیبات شیمیایی می‌توانند بر کارایی و خلوص جداسازی تأثیر بگذارند و هر کدام دارای ظرفیت اتصال مشخصی هستند. ظرفیت اتصال نشان دهنده این است که یک شیمی جداسازی چه مقدار اسید نوکلئیک می‌تواند قبل از رسیدن به ظرفیت سیستم متصل کند و دیگر مقدار بیشتری از آن اسید نوکلئیک را جدا کند. ما می‌توانیم ویژگی‌های طراحی را در این شیمی‌ها با دستکاری شرایط اتصال برای غنی‌سازی دسته‌های مختلف اسید نوکلئیک بسازیم (به عنوان مثال، شیمی‌هایی که به طور انتخابی RNA را در مقابل DNA یا قطعات بزرگ در مقابل قطعات کوچک متصل می‌کنند).

4. شستشوی پروتئین ها

بافرهای شستشو معمولا حاوی الکل هستند و م‌ توانند برای حذف پروتئین‌ها، نمک‌ها و سایر آلاینده‌ها از نمونه یا بافرهای اتصال بالادست استفاده شوند. الکل‌ها علاوه بر این به پیوند اسید نوکلئیک با ماتریکس کمک می‌کنند.

5. شستشوی DNA 

DNA در محلول‌های کم قدرت یونی مانند بافر TE یا آب بدون نوکلئاز محلول است. هنگامی که چنین بافر آبی به غشای سیلیکا اعمال می‌شود، DNA از سیلیس آزاد می‌شود و مایع خروجی جمع آوری می‌شود. پس از آن DNA خالص شده و با کیفیت بالا آماده استفاده در طیف گسترده‌ای از کاربردهای پایین دستی، مانند Multiplex PCR، سیستم‌های رونویسی/ترجمه در شرایط آزمایشگاهی، واکنش‌های ترانسفکشن و تعیین توالی است.

روش‌های مختلف استخراج DNA از سلول و بافت

استخراج dna روشی برای خالص سازی DNA با استفاده از روش‌های فیزیکی و یا شیمیایی از نمونه جداسازی DNA از غشای سلولی، پروتئین‌ها و سایر اجزای سلولی است. فردریش میشر در سال 1869 برای اولین بار جداسازی DNA را انجام داد.

استفاده از تکنیک جداسازی DNA باید منجر به استخراج کارآمد با کمیت و کیفیت خوب DNA شود که خالص و فاقد آلاینده‌هایی مانند RNA و پروتئین باشد. برای استخراج DNA از روش‌های دستی و همچنین کیت‌های تجاری موجود استفاده می‌شود. بافت‌های مختلف از جمله خون، مایعات بدن، آسپیراسیون مستقیم سیتولوژی با سوزن ظریف (FNAC)، بافت‌های پارافین جاسازی شده با فرمالین، بخش بافت منجمد و غیره را می‌توان برای استخراج DNA استفاده کرد.

استخراج DNA شامل لیز کردن سلول‎ها و حل شدن DNA است که با روش‌های شیمیایی یا آنزیمی برای حذف ماکرومولکول‌ها، لیپیدها، RNA یا پروتئین‌ها دنبال می‌شود. تکنیک‌های استخراج DNA شامل استخراج آلی (روش فنل-کلروفرم)، روش غیر آلی (نمک کردن و تیمار پروتئیناز K) و روش جذب (غشاء سیلیکاژل) است. 

• مزایای آن

توانایی استخراج DNA برای مطالعه علل ژنتیکی بیماری و توسعه تشخیص و دارو از اهمیت اولیه برخوردار است. همچنین برای انجام علم پزشکی قانونی، تعیین توالی ژنوم ها، شناسایی باکتری ها و ویروس ها در محیط و برای تعیین پدر و مادر ضروری است.

DNA به دلایل مختلفی از سلول های انسان استخراج می شود. با یک نمونه خالص از DNA می توانید یک نوزاد تازه متولد شده را برای یک بیماری ژنتیکی آزمایش کنید، شواهد پزشکی قانونی را تجزیه و تحلیل کنید، یا یک ژن درگیر در سرطان را مطالعه کنید.

• معایب آن 

عیب این روش استفاده از معرف‌هایی مانند فنل و کلروفرم است که سمیت بالایی دارند. عملیات طولانی مدت تأثیر قابل توجهی بر سلامت پرسنل دارد و میزان بازیابی اسید نوکلئیک پایین است که منجر به تلفات قابل توجهی می‌شود.

این فرآیند بسیار پر زحمت و زمان بر است. کاوشگرهای رادیواکتیو خطرات سلامتی و دفع را به همراه دارند (اگرچه فناوری نورتابی شیمیایی این خطر را از بین برد). برای انجام آزمایشات به مقدار نسبتاً زیادی نمونه نیاز است.

این روش به DNA با وزن مولکولی بالا و تجزیه نشده نیاز دارد.

کاربردهای مختلف استخراج DNA

کاربردهای رایج برای استخراج DNA برای آزمایشگاه‌ها عبارت است از:

• پزشکی قانونی: احتمالاً می‌دانید که DNA یک جزء کلیدی در بسیاری از تحقیقات جنایی است.
• تست‌های پدری 
• ردیابی اجداد
• آزمایش‌های پزشکی
• مهندسی ژنتیک
• واکسن‌ها
• هورمون‌ها

آزمایش DNA همچنین می تواند برای شناسایی عوامل بیماری زا، شناسایی بقایای بیولوژیکی در حفاری‌های باستان شناسی، ردیابی شیوع بیماری و مطالعه الگوهای مهاجرت انسان استفاده شود. در زمینه پزشکی، DNA در تشخیص، ساخت واکسن جدید و درمان سرطان استفاده می‌شود. برای استخراج dna شما نیاز به خرید کیت آزمایشگاهی دارید. 

کیت استخراج DNA از سلول

در استخراج DNA از سلول و با استفاده از کیت استخراج dna، محقق به سهولت می‌تواند سلول‌های حیوانی را با استفاده از بافر لیز کننده و پروتئیناز K لیز استخراج کند. همان طور که گفته شد از دو محصول کیت استخراج DNA از خون و کیت استخراج DNA از بافت می‎توان جهت استخراج DNA از سلول اقدام کرد.

هنگام خالص سازی DNA، استفاده از یک روش بهینه برای نوع نمونه بسیار مهم است. کیت‌های مورد اعتماد خالص‌سازی DNA ما، تولید بالای DNA با کیفیت بالا و عاری از آلاینده‌ها و بازدارنده‌ها را تضمین می‌کند. پروتکل‌های ساده استخراج DNA کار را ساده می‌کنند و برای انواع نمونه، فرمت‌ها و توان عملیاتی خاص شما و همچنین برای پردازش دستی و خودکار بهینه‌سازی شده‌اند. خرید کیت اندوتوکسین نیز در این مرحله برای انجام آزمایشات نیز الزامی است. 

استخراج DNA با متد ستونی

استخراج مبتنی بر ستون روشی است که از اتصال انتخابی اسید نوکلئیک به یک ماتریکس جامد مانند سیلیس که در یک ستون بسته بندی شده است استفاده می‌کند. پس از لیز، لیزات سلولی را در حضور یک بافر نمک بالا به یک ستون بمالید تا به اسید نوکلئیک و پروتئین های متصل کننده اسید نوکلئیک به ماتریکس جذب شوند.

به عبارت ساده، این تکنیک از یک ماتریس جامد مانند سیلیس استفاده می‌کند که در یک ستون بسته بندی شده است که به طور انتخابی به مولکول‌های خاص متصل می‎شود و به مولکول‌های دیگر اجازه می‌دهد از ماده اولیه (خون/بافت) عبور کنند. با این تکنیک، ما قادر به اتصال DNA هستیم.

نتیجه گیری

این راهنمای خالص سازی DNA به اطلاعات کلی در مورد اصول استخراج dna، آماده سازی پلاسمید و کمیت DNA و همچنین نحوه بهینه سازی تکنیک‌های خالص سازی پرداخته است. که می‎تواند به افزایش بهره وری شما کمک کند؛ بنابراین زمان کمتری را برای خالص سازی DNA و زمان بیشتری را برای توسعه آزمایش‌ها و تجزیه و تحلیل داده‎ها اختصاص می‎دهد.

اگر استخراج به درستی انجام شود، نتایج برای استفاده عالی و قابل تکرار هستند. برای خرید و استخراج dna به محصولات سیتوژنتیک یا کیت‌های آزمایشگاهی با کیفیت بالا نیاز دارید. برای خرید هر کدام از این موارد تنها کافی است با وب سایت یا فروشگاه آرین پژوه از طریق راه‌های ارتباطی موجود، ارتباط برقرار کنید.