Salute e malattia

Estrazione del DNA: Guida Completa per Medicina Legale e Medicina

L'estrazione del DNA è un processo a più fasi mediante il quale il materiale genetico all'interno delle cellule viene rimosso e purificato. L'analisi del DNA dopo l'estrazione è uno strumento potente sia per la medicina che per la medicina legale, permettendo l'identificazione e il confronto di campioni di DNA e lo screening per varie malattie genetiche.

Potenzialità

L'analisi del DNA è uno strumento potente che permette di confrontare campioni di capelli e sangue da una scena del crimine con i sospetti. Può essere usata nei test di paternità e per lo screening di mutazioni genetiche, oltre che nella ricerca di base in laboratorio. L'analisi del DNA è chiamata genomica, e in tutti i casi il DNA deve essere estratto dalle cellule per eseguire qualsiasi analisi.

Identificazione (Lisi Cellulare)

Il primo passo dell'estrazione del DNA è "lisare" le cellule. Lisare la cellula significa rompere la membrana cellulare (e in alcuni casi una membrana aggiuntiva chiamata parete cellulare). La membrana racchiude la cellula e mantiene intatti sia il nucleo (dove si trova il DNA) che il resto della cellula. La rottura della membrana può avvenire per macinazione o sonicazione. La macinazione usa forza fisica per rompere la membrana, mentre la sonicazione usa onde sonore ad alta frequenza per praticare fori nella membrana.

Funzione (Rimozione Lipidi)

Il secondo passo è rimuovere i lipidi usando un detergente. I lipidi compongono gli oli, e tutte le membrane cellulari sono fatte principalmente di lipidi, che possono interferire con l'analisi del DNA. I detergenti usati sono molto simili a quelli per il bucato. Avendo un'estremità carica e una non carica, i detergenti spezzano i lipidi in compartimenti più piccoli chiamati micelle, che possono poi essere rimossi dalla soluzione.

Visione Esperta (Precipitazione del DNA)

Infine, il DNA viene rimosso dalla soluzione aggiungendo un alcol, solitamente etanolo o isopropanolo. Le molecole di DNA sono insolubili in queste sostanze — il DNA vero e proprio è troppo carico per essere solubile in questi composti relativamente non polari. Di conseguenza, precipitano, cioè non sono più disciolti e cadono sul fondo della soluzione come un solido. Il DNA può allora essere estratto tramite centrifugazione — una macchina fa ruotare il tubo molto velocemente, facendo formare al DNA un pellet solido sul fondo, che può essere rimosso. Questo processo rimuove anche sali o altre sostanze che rimangono disciolte negli alcoli.

Considerazioni

L'estrazione del DNA può essere migliorata aggiungendo alcuni passaggi, garantendo DNA più puro e di qualità superiore. Un pericolo è la presenza di proteine che degradano il DNA; l'aggiunta di agenti chelanti lega ioni calcio e magnesio responsabili dell'azione di quelle proteine. Nella soluzione originale sono anche presenti proteine che legano il DNA e possono contaminare il campione. Queste possono essere rimosse con proteine che degradano le proteine legate, o rimuovendole con acetato di sodio, facendole precipitare fuori dalla soluzione.