La procedura che viene impiegata in questa esperienza si basa sul fatto che la membrana esterna delle cellule e quella del loro nucleo è composta da sostanze grasse (fosfolipidi) e che possono essere demolite usando del detergente (detersivo per piatti).
Una delle prime operazioni da compiere è quella di frammentare il frutto in modo da separare il più possibile le cellule fra loro per esporle all'azione del detersivo.
Poi si aggiunge una soluzione di sale da cucina e detersivo alla polpa del frutto, liberando il DNA dalle membrane che lo trattenevano.
Si filtra il materiale per lasciar passare l'acido nucleico e trattenere i residui cellulari.
Infine il DNA viene fatto precipitare in alcool etilico (alcool denaturato) poiché in tale sostanza non è solubile e dove diventa visibile come una massa gelatinosa.
Materiale:
- Un kiwi o una banana
- Un sacchetto robusto di plastica per conservare i cibi nel congelatore
- 3 g di cloruro di sodio (un cucchiaino di sale da cucina)
- 10 mL detergente (tre cucchiaini di sapone liquido per le mani o detersivo per i piatti)
- 100 mL d’acqua (mezzo bicchiere da cucina)
- Alcool etilico freddo (alcool denaturato)
- 2 becher (due bicchieri)
- Carta da filtro (2 pezzi di carta assorbente da cucina)
- Imbuto
- Contenitore di raccolta
- Contenitore con acqua calda (60°C).
- Bagno refrigerante (contenitore con ghiaccio)
Procedimento
1) Sbucciare il frutto e tagliarlo in piccoli pezzi.
2) Mettere la polpa del frutto nel sacchetto di plastica. Senza annodarlo chiudere il sacchetto cercando di togliere prima tutta l'aria.
- 4) Intanto preparare la soluzione di estrazione, fare sciogliere in un becher un cucchiaino da tè di sale da cucina in circa 100 mL di acqua (mezzo bicchiere da cucina) e poi aggiugere 3-4 cucchiaini di detersivo, mescolare!
5) Quando la polpa è stata ridotta in poltiglia, aggiungere la soluzione d’estrazione; togliere tutta l'aria e annodare il sacchetto, continuate a schiacciare la polpa per altri 5 minuti.
6) Mettere il sacchetto in un recipiente con acqua a 60 °C per 15 minuti (l'alta temperatura facilita la rottura delle membrane cellulari e disattiva gli enzimi che attaccano il DNA).
7) Raffreddare il preparato mettendo il sacchetto nel bagno refrigerante di ghiaccio (non raffreddare a temperatura ambiente perché il protrarsi dell'alta temperatura potrebbe frammentare il DNA).
8) Intanto preparare un filtro con i due fogli di carta assorbente, si mette il filtro sull'imbuto appoggiato su un contenitore di raccolta.
9) Tagliare un angolo del sacchetto e versare il miscuglio nel dispositivo di filtrazione.
10) Raccogliere il massimo volume di filtrato.
11) Distribuire nelle provetti circa 6 mL di filtrato (due dita)
12) Versare lungo il bordo della provetta con l’aiuto di un becher un volume di alcool freddo uguale a quello del filtrato facendo attenzione a che le due soluzioni non si mescolino, si deve formare uno strato di alcool sulla superficie del filtrato. Questa è la fase più delicata si consiglia di tenere inclinata la provetta con il filtrato, e versare l’alcool lentamento facendolo scorrere lungo le pareti.
13) Sul momento si formano delle bollicine di aria, trascorsi alcuni minuti è possibile osservare nell'interfaccia acqua-alcool (superficie di separazione tra la soluzione acquosa e l’alcool) una sostanza trasparente dalla consistenza gelatinosa che va via via aumentando: è il DNA. L'alcool rende il DNA insolubile, che diventa quindi visibile.
Analizziamo le due fasi dell'esperimento:
- Una volta preparata la frutta è necessario liberare il DNA dall'involucro cellulare. Per permettere al DNA di uscire dalla cellula e di "srotolarsi", senza perdere la struttura a elica, occorre sia demolire pareti e membrane cellulari, che allontanare gli istoni che sono le proteine che permettono al DNA di avvolgersi e ripiegarsi ripetutamente su se stesso. Il cloruro di sodio (il normale sale da cucina) agisce sulle proteine legate alla molecola del DNA; mentre il detergente agisce sulle membrane cellulari. (Il sale da cucina, NaCl, in soluzione acquosa si dissocia completamente in ioni Na+ (ioni sodio) e Cl- (ioni cloruro). La presenza di questi ioni modifica (denatura) la struttura delle proteine, in particolare degli istoni, cambiandone la disposizione spaziale, consentendo al DNA di separarsi da esse. La temperatura a 60° serve a facilitare la rottura delle membrane e a disattivare gli enzimi che attaccano il DNA. Il bagno reffrigerante in ghiccio abbassa la temperatura perché il protrarsi dell'alta temperatura potrebbe demolire il DNA .
- In fase terminale si aggiunge l'etanolo, che pur essendo solubile in acqua, non si miscela all'estratto cellulare per il suo minore peso specifico. L'etanolo viene aggiunto molto lentamente e fatto scivolare lungo la parete della provetta, in modo che, essendo più leggero dell'acqua, non si mescoli con essa ma vi galleggi sopra. Si hanno così due fasi: in alto l'etanolo più leggero in basso l'estratto cellulare con il DNA in soluzione (il DNA è molto solubile in acqua). Nell'interfasea tra etanolo ed estratto il DNA entra in contatto con l'etanolo e precipita.
