Varför blir DNA extraktionen ur kiwi i form av gelé i stället för strängar?

Att det bildas ett geléliknande vitaktigt material är inte ovanligt. Hur DNA ser ut och beter sig efter extraktionen skiljer sig lite åt mellan källan till DNA och hur extraktionen skedde. Med t.ex. ärtor går det att få fram trådar av DNA, även med epitelceller från människa. För kiwi verkar det inte vara ett ovanligt resultat med gelén.

Det som kan få DNA att gegga ihop sig till gelé (istället för att vara kvar i trådform) är nog att gränsskiktet, som bildas mellan den filtrerade vätskan och den fryskalla (-20°C) etanolen, störts. Om vätskorna/gränsskiktet störs ökar risken för att DNA geggar ihop. Sedan innehåller frukten massvis med andra ämnen som tillsammans med tillsatserna under extraktionen kan underlätta för gelén att bildas.

mag1 skrev:

Att det bildas ett geléliknande vitaktigt material är inte ovanligt. Hur DNA ser ut och beter sig efter extraktionen skiljer sig lite åt mellan källan till DNA och hur extraktionen skedde. Med t.ex. ärtor går det att få fram trådar av DNA, även med epitelceller från människa. För kiwi verkar det inte vara ett ovanligt resultat med gelén.

Det som kan få DNA att gegga ihop sig till gelé (istället för att vara kvar i trådform) är nog att gränsskiktet, som bildas mellan den filtrerade vätskan och den fryskalla (-20°C) etanolen, störts. Om vätskorna/gränsskiktet störs ökar risken för att DNA geggar ihop. Sedan innehåller frukten massvis med andra ämnen som tillsammans med tillsatserna under extraktionen kan underlätta för gelén att bildas.

Tack för ditt svar! Jag uppskattar det verkligen! Jag ville säga att jag kontaktade en universitetslektor inom kemi och han svarade så här:

"Själva DNA är strängar, men hela massan av DNA bildar en gelé därför att strängarna trasslar in sig i varandra så att de inte rör sig helt fritt. Det är på samma sätt som när man kokar kräm av potatismjöl. Potatismjölet innehåller stärkelsekorn. Stärkelse är också långa molekyler. När stärkelsekornen löses upp vid kokningen frigörs strängarna och börjar simma fritt i lösningen. Men eftersom de är långa slingrar de sig om varandra och rör sig inte helt fritt. Därför bli massan halvflytande, dvs. med konsistensen av en gel. Extraktionen av DNA i experimentet är ju en enkel variant att utvinna DNA. Det betyder att det inte är helt rent DNA. Även andra delar av cellerna är blandade i gelen. Men konsistensen har att göra med att DNA är så långa molekyler, DNA-strängar som man brukar säga."

-Förklarningen med potatismjölet att stärkelse molekyler löses upp och slingrar sig  är värme under kokning. Men hur bildas geléklumparna om t-röd är iskall och om ingen värme är inblandad i experimentet? Jag vet inte hur jag ska förklara detta i min labbrapport. Ska jag skriva om gränsskiktet störning som du nämnde i ditt svar, eller ska jag skriva som exemplet med potatismjölet om att DNA molekylerna inte rör sig helt fritt vid frigöring av DNA?

-När jag kollade andra källor på internet för DNA extraktion ur kiwi, så fick de strängar i stället. Hur fick de fram strängar om de också använder iskall alkohol som leder till störning av gränsskiktet?

Ber om ursäkt för mina jobbiga frågor, men jag känner mig hopplös och jag förstår ingenting längre.

Tack på förhand!

I liknelsen med stärkelse så aggregerar (kommer ihop, eller klumpar ihop) stärkelsepolymererna och bildar ett geléartat material när värme tillförs. Och resultatet av värmen blir att vatten tränger in mellan stärkelsemolekylerna i potatismjölet (som ser ut som just vetemjöl), och vatten binds till alla enskilda sockermolekyler i polymeren. Stärkelsepolymerna täcks av vatten, och detta vatten gör att stärkelsen blir aningen mer löslig. I och med att kolhydraterna i stärkelse är i form av långa kedjor som sitter ihop, i polymerer, så är dessa polymerer inte riktigt lösliga i vatten som t.ex. socker. Men med vatten och värme kan stärkelsen fås att ta upp vatten och börja lösa sig, tillsätts mer vatten och mer värme kan en rinnande vätska fås (då koncentrationen av stärkelsepolymererna är så låg att de inte aggregerar). Men är vattenmängden lägre (d.v.s. stärkelsekoncentrationen högre) kommer stärkelsepolymererna träffa på varandra och även börja binda till varandra, medans de har vatten omkring sig - med resultatet att en geléliknande konsistens fås. Du kanske har sett liknande i köket när en sås skall redas, tillsätts det lite för mycket stärkelse med kommer konsistensen bli alltför fast (som gelé, eller värre), men i detta fallet kan ofta situationen räddas genom att lite vatten tillsätts och en lagom såskonsistens istället fås.

Tillsätts mer vatten och värme smälter denna stärkelsegelé till slut, och omvänt torkas vattnet bort (genom t.ex. avdunstning) fås det mjölliknande materialet igen. D.v.s. polymeren är intakt efter vattentillsats och torkning, inget kemiskt sker med den.

DNA beter sig liknande, för det är också en polymer, men med skillnaden att den består av deoxyribonukleinsyra. Varje kromosom i kiwins celler består av två långa polymerer av deoxyribonukleinsyra (d.v.s. de komplementära och basparande sense/antisens strängarna, kallas även kodande/ickekodande DNA strängar). När diskmedlet tillsätts kommer detergenterna i diskmedlet lösa upp kiwicellernas olika membran (cell-, kärnmembran) och allt DNA kan frigöras till vätskan. Väl i vätskan hålls dessa polymerer av deoxyribonukleinsyra lösta bl.a. med hjälp av joner från saltet och så klart vattnet. Men när den fryskalla etanolen tillsätts dras vatten och joner från DNA, och ersätts av etanolmolekyler som byter plats med vatten runt DNA. Resultatet blir att DNA inte längre är lösligt (vatten och joner saknas), och då börjar DNA att "falla ur lösningen". På ett sätt liknande när silverjoner stöter på kloridjoner och bildar ett olösligt salt.

När DNA faller ut sker det i gränsskiktet mellan filtratet med DNA i (vattenfasen) och etanolen, som försiktigt hällts ovanpå. Det är i detta gränsskikt som etanolen möter det vatten- och jonbeklädda DNA, och då vätskorna inte blandas med varandra kommer det DNA som möter etanolen att bli av med sitt vatten och joner, och falla ut i just detta gränsskikt mellan filtratet och etanolen. Kruxet är att under denna process när DNA faller ut, är det inte längre är så lösligt i vare sig filtratet eller etanolen, så deoxyribonukleinsyrapolymererna att riskera att stöta på varandra. Några få polymerer är inget problem om de möts, men finns det en relativt hög koncentration av DNA finns risken att DNA börjar gegga ihop och samtidigt fånga vatten och andra delar från cellen under denna aggregation. Och resultatet blir att gelén bildas, och har den väl bildats är det svårt att lösa upp den utan att gå tillbaka nästan till början av extraktionen.

En lägre mängd kiwi och därmed en lägre koncentration av DNA skulle nog minska risken för gelébildning, så klart samtidigt med att vätskan inte störs (ingen omrörning efter tillsats av etanol) tillsammans med riktigt kall etanol (i frysen minst över natten) och en kall vätska/filtratbägare. Samt att vara lite varsam med kiwin, att inte tokmosa den för även om cellernas kromosomala DNA är ganska starkt sitter varje polymer bara ihop med en enkelbindning, så är du för våldsam riskerar du att riva sönder DNA i mindre bitar, som då inte går lika lätt att fiska upp som en tråd.

Men under extraktionen kommer även andra delar av kiwicellen att extraheras, inte bara DNA. Och för att bli av med dessa andra delar behöver metoden ändras, vilket inte riktigt är en del av din laboration.

För att hälla i etanolen utan att blanda den med fitratet finns det några knep, t.ex.

https://www.pluggakuten.se/trad/dna-extraktion-ur-artor-tips/

mag1 skrev:

I liknelsen med stärkelse så aggregerar (kommer ihop, eller klumpar ihop) stärkelsepolymererna och bildar ett geléartat material när värme tillförs. Och resultatet av värmen blir att vatten tränger in mellan stärkelsemolekylerna i potatismjölet (som ser ut som just vetemjöl), och vatten binds till alla enskilda sockermolekyler i polymeren. Stärkelsepolymerna täcks av vatten, och detta vatten gör att stärkelsen blir aningen mer löslig. I och med att kolhydraterna i stärkelse är i form av långa kedjor som sitter ihop, i polymerer, så är dessa polymerer inte riktigt lösliga i vatten som t.ex. socker. Men med vatten och värme kan stärkelsen fås att ta upp vatten och börja lösa sig, tillsätts mer vatten och mer värme kan en rinnande vätska fås (då koncentrationen av stärkelsepolymererna är så låg att de inte aggregerar). Men är vattenmängden lägre (d.v.s. stärkelsekoncentrationen högre) kommer stärkelsepolymererna träffa på varandra och även börja binda till varandra, medans de har vatten omkring sig - med resultatet att en geléliknande konsistens fås. Du kanske har sett liknande i köket när en sås skall redas, tillsätts det lite för mycket stärkelse med kommer konsistensen bli alltför fast (som gelé, eller värre), men i detta fallet kan ofta situationen räddas genom att lite vatten tillsätts och en lagom såskonsistens istället fås.

Tillsätts mer vatten och värme smälter denna stärkelsegelé till slut, och omvänt torkas vattnet bort (genom t.ex. avdunstning) fås det mjölliknande materialet igen. D.v.s. polymeren är intakt efter vattentillsats och torkning, inget kemiskt sker med den.

DNA beter sig liknande, för det är också en polymer, men med skillnaden att den består av deoxyribonukleinsyra. Varje kromosom i kiwins celler består av två långa polymerer av deoxyribonukleinsyra (d.v.s. de komplementära och basparande sense/antisens strängarna, kallas även kodande/ickekodande DNA strängar). När diskmedlet tillsätts kommer detergenterna i diskmedlet lösa upp kiwicellernas olika membran (cell-, kärnmembran) och allt DNA kan frigöras till vätskan. Väl i vätskan hålls dessa polymerer av deoxyribonukleinsyra lösta bl.a. med hjälp av joner från saltet och så klart vattnet. Men när den fryskalla etanolen tillsätts dras vatten och joner från DNA, och ersätts av etanolmolekyler som byter plats med vatten runt DNA. Resultatet blir att DNA inte längre är lösligt (vatten och joner saknas), och då börjar DNA att "falla ur lösningen". På ett sätt liknande när silverjoner stöter på kloridjoner och bildar ett olösligt salt.

När DNA faller ut sker det i gränsskiktet mellan filtratet med DNA i (vattenfasen) och etanolen, som försiktigt hällts ovanpå. Det är i detta gränsskikt som etanolen möter det vatten- och jonbeklädda DNA, och då vätskorna inte blandas med varandra kommer det DNA som möter etanolen att bli av med sitt vatten och joner, och falla ut i just detta gränsskikt mellan filtratet och etanolen. Kruxet är att under denna process när DNA faller ut, är det inte längre är så lösligt i vare sig filtratet eller etanolen, så deoxyribonukleinsyrapolymererna att riskera att stöta på varandra. Några få polymerer är inget problem om de möts, men finns det en relativt hög koncentration av DNA finns risken att DNA börjar gegga ihop och samtidigt fånga vatten och andra delar från cellen under denna aggregation. Och resultatet blir att gelén bildas, och har den väl bildats är det svårt att lösa upp den utan att gå tillbaka nästan till början av extraktionen.

En lägre mängd kiwi och därmed en lägre koncentration av DNA skulle nog minska risken för gelébildning, så klart samtidigt med att vätskan inte störs (ingen omrörning efter tillsats av etanol) tillsammans med riktigt kall etanol (i frysen minst över natten) och en kall vätska/filtratbägare. Samt att vara lite varsam med kiwin, att inte tokmosa den för även om cellernas kromosomala DNA är ganska starkt sitter varje polymer bara ihop med en enkelbindning, så är du för våldsam riskerar du att riva sönder DNA i mindre bitar, som då inte går lika lätt att fiska upp som en tråd.

Men under extraktionen kommer även andra delar av kiwicellen att extraheras, inte bara DNA. Och för att bli av med dessa andra delar behöver metoden ändras, vilket inte riktigt är en del av din laboration.

 

För att hälla i etanolen utan att blanda den med fitratet finns det några knep, t.ex.

https://www.pluggakuten.se/trad/dna-extraktion-ur-artor-tips/

Tack för ditt detaljerade och fina svar! Jag uppskattar dina stora ansträngningar och hjälp väldigt mycket! Jag var mycket noggrann när jag gjorde laborationen. Jag har mosat kiwifrukten med en gaffel tills jag fick ett mos, använde iskall t-röd, silade och filtrerade kiwi blandningen med extraktion lösning,  hällde t-röd lösning försiktigt (hällde försiktigt vid sidan av glasset). Laborationen gjorde jag flera gånger och fick samma sak, transparenta geléklumpar som jag kunde fiska med träpinne. Jag ska förklara resultatet i min diskussion att kiwi innehåller stor mängd DNA molekyler som gör att geléklumpar bildas i stället för enskilda strängar, och som du sa att stor mängd av DNA-molekyler geggar ihop och fångar vatten och föroreningar (andra delar av cellen) med sig vid tillsättandet av t-röd.

Stor tack för dina stora ansträngningar! Jag uppskattar det verkligen! 

Varsågod, kul att det hjälpte!