Hyppää pääsisältöön

DNA:n eristäminen ja monistaminen

PCR-laite nostaa ja laskee näytteen lämpötilaa hyvin tarkasti. Kuva: YLE

Jotta perimää voidaan tutkia, täytyy DNA saada erilleen muista solun rakenteista. Kun DNA on eristetty, voidaan sitä monistaa valikoivasti polymeraasiketjureaktiolla (PCR). Tämän tekniikan avulla voidaan esimerkiksi selvittää onko DNA:ssa tietty emäsjärjestyksen pätkä tai geeni.

Tietolaatikko

Näin eristät banaanin DNA:ta kotoa löytyvillä tarvikkeilla
1. Laita pieni määrä (10 ml) denaturoitua etanolia pakastimeen 15 minuutiksi. Esimerkiksi haavojen puhdistukseen tarkoitettu antiseptinen liuos käy hyvin.
2. Laita minigrip-pussiin 90 ml vettä, 10 ml nestemäistä saippuaa, 1/4 teelusikallista suolaa ja 1/4 kuorittua banaania.
3. Sulje pussi ja puristele banaania hienoksi mössöksi 5 minuutin ajan.
4. Aseta puhtaan astian päälle kahvinsuodatin ja suppilo. Kaada banaanimössö suodattimeen. Anna valua 20 minuuttia.
5. Kerää suodatettua nestettä koeputkeen n. 1 cm.
6. Kaada varovasti koeputkeen kylmää etanolia putken reunaa pitkin.
7. DNA saostuu alkoholin vaikutuksesta. Se on limaista ja läpinäkyvää.

DNA voidaan eristää monella tavalla

DNA:n eristäminen on laboratoriossa rutiinitoimenpide. DNA löytyy solun tumasta, joten ensin DNA:ta ympäröivät rakenteet pitää purkaa. Solurakenteet voidaan rikkoa mekaanisesti murskaamalla. Rasvat saadaan erikseen lisäämällä tavallista saippuaa muistuttavaa ainetta. Proteiinit rikotaan entsyymeillä. DNA saadaan esiin lisäämällä kylmää alkoholia, jonka kanssa DNA sakkaantuu ja tulee näkyväksi.

Monistaminen PCR-laitteella

Eristetystä DNA:sta monistetaan tiettyä pätkää PCR:llä. Pätkän valikoiminen tapahtuu alukkeilla, jotka aloittavat monistusreaktion tietystä kohdasta.

PCR-liuokseen lisätään alukkeita, DNA:n rakennuspalasia eli nukleotideja, ja polymeraasia, entsyymiä, joka katalysoi DNA:n monistuksen.

Lisäksi liuoksen kemiallisia oloja säädetään monistusreaktiolle otollisiksi esimerkiksi puskuriliuoksella.

PCR-kone säätelee liuoksen lämpötilaa niin, että DNA:n kaksoiskierre vuorotellen aukeaa ja sulkeutuu. Korkeassa lämpötilassa tapahtuu nopeaa DNA:n monistumista. Lämpötilakiertojen määrästä riippuu, kuinka paljon haluttua DNA-pätkää syntyy. Pätkän määrä kasvaa eksponentiaalisesti reaktion kiertojen edetessä.

Halutun DNA-pätkän monistaminen voidaan osoittaa elektroforeesilla. Monistettuja pätkiä pipetoidaan geeliin, johon kytketään sähkökenttä. Negatiivisesti varautuneet DNA-molekyylit alkavat liikkua kohti positiivista varausta. Liikkeen nopeus riippuu DNA-molekyylin koosta. Nopeuden perusteella voidaan määrittää DNA-pätkän pituus ja näin tunnistaa monistuksen tuote.

Perustuu ohjelmaan: Etälukio, solubiologia, 2000 Artikkeli: Jussi Nygren

Lue myös - yle.fi:stä poimittua

Opettajalle

  • Aleksis Kiven päivä, suomalaisen kirjallisuuden päivä 10.10.

    Aleksis Kivi on suomalaisen kirjallisuuden edelläkävijä.

    Aleksis Kivi oli ensimmäinen suomalainen ammattikirjailija ja suomalaisen kirjallisuuden uranuurtaja. Hän uudisti suomalaista proosaa, draamaa ja lyriikkaa teoksillaan, joista tunnetuimpia ovat Seitsemän veljestä ja Nummisuutarit. Kiven syntymäpäivä on vakiintunut liputuspäivä.

  • Pyhäinpäivä, kekri ja Halloween - juhlia kuolleiden muistamiseksi

    Pyhäinpäivää vietetään loka-marraskuussa

    Pyhäinpäivää eli vainajien muistopäivää vietetään marraskuun alussa. Jo pyhäinpäivää ennen on vietetty kekriä ja nykyään myös Halloweeniä, joka on tullut Suomeen Yhdysvalloista. Tunnettuja vainajien muistojuhlia ovat myös irlantilainen shamhain ja meksikolainen kuolleiden päivä.

  • YK:n päivä 24.10. - suomalaiset merkittävissä YK-tehtävissä

    YK:ssa on 193 jäsenmaata.

    Yhdistyneet Kansakunnat, YK, on itsenäisten valtioiden vapaaehtoinen turvallisuus- ja yhteistyöjärjestö. YK:n päivää on vietetty kansainvälisenä juhlapäivänä vuodesta 1948 lähtien. Monet suomalaiset ovat toimineet merkittävissä rooleissa YK:ssä, mm. Helvi Sipilä, Martti Ahtisaari, sekä Harri Holkeri. Suomessa YK:n päivä on vakiintunut liputuspäivä.

  • Ihminen

    Ihmiset hahmottavatmaailmaa aistien välityksellä.

    Ihmiset hahmottavat ja ymmärtävät maailmaa aistien välityksellä. Jos jokin aisteista ei toimi, muut aistit pyrkivät korvaamaan sen. Ihmisen perusaistit ovat näkö-, kuulo-, haju-, maku- ja tuntoaisti. Miten ne toimivat? Entä miten sydän toimii? Millainen on keuhkojen rakenne? Ja kuinka mahalaukku mahtaa toimia?

  • Luontoa harrastamaan

    Suomen luonnosta voi nauttia monin tavoin.

    Suomessa edellytykset luonnon havainnointiin ja harrastamiseen ovat hyvät. Meillä on esimerkiksi laajat jokamiehenoikeudet, joista monissa maissa voi vain haaveilla.

  • Sää ja ilmasto

    Ilmaston ja sään havainnointi

    Säähän vaikuttavat auringon säteily sekä maanpinnan ominaisuudet kuten vesistöt ja vuoristot. Säähän liittyviä ominaisuuksia ovat muun muassa lämpötila, ilmankosteus, ilmanpaine ja tuulen nopeus. Säätä ei ole varmuudella aivan helppo ennustaa, sillä se saattaa muuttua hyvinkin nopeasti. Ilmasto taas saadaan selville, kun tehdään pitkän ajan kuluessa säännöllisiä säähavaintoja.

  • Solubiologia

    Kaikki elämä maapallolla muodostuu soluista. Pienimmät eliöt koostuvat vain yhdestä solusta. Ihmisen keho sisältää miljardeja soluja, jotka ovat erilaistuneet kudoksiksi. Solun toimintaa ohjaa sen tumasta löytyvät DNA-molekyylit. Geenit ovat DNA:n osia joiden perusteella solun työkalut ja rakennusaineet, proteiinit, valmistetaan.

  • Avaruus

    Miten planeetat ovat syntyneet? Miten Maan ja Kuun liikkeet vaikuttavat vuorokaudenaikoihin ja vuodenaikoihin? Tutustu myös lähemmin aurinkokuntaan ja havainnoi taivaalla näkyviä valoilmiöitä sekä ammenna tietoa tähtitieteen historiasta.

  • Elinympäristöt

    Millaisia lajeja elää suolla, millaisia taas metsässä? Näillä sivuilla voit katsella ja kuunnella ohjelmia suomalaisista metsä- ja suotyypeistä. Tutustu myös keväiseen saaristoon ja kaupunkiin elinympäristönä.

  • Hyönteiset ja muita selkärangattomia

    Tiesitkö, että muurahaiset pitävät kirvoja kotieläiminään? Entä montako jalkaa tuhatjalkaisella todellisuudessa on? Tutustu näihin ja moniin muihin Suomen luonnossa eläviin pikku ötököihin.

  • Kalat, matelijat ja sammakkoeläimet

    Suomessa elää kolme sammakkolajia

    Melkein kaikki suomalaiset tunnistavat ahvenen, mutta tiedätkö miltä näyttää nieriä tai kuha? Vakituisesti vesissämme uiskentelee noin 70 kalalajia, joista 20 lajia on kalastajan melko helppo saada pyydettyä. Suomessa elää vakinaisesti kolme sammakkolajia rupikonna, sammakko ja viitasammakko. Sammakkoeläimet ovat vaihtolämpöisiä ja ne tulevat toimeen sekä maalla että vedessä.

  • Kasvit ja sienet

    Kasvit mahdollistavat nykyisen kaltaisen elämän maapallolla tuottamalla fotosynteesissa happea. Ne ovat monesti myös koko ravintoketjun perusta. Sienet ovat tärkeitä hajoittajia, joista monet muut kasvit ovat riippuvaisia.

  • Linnut

    Mikä se oli, vilahti niin nopeasti? Millainen nokka, minkämuotoiset siivet, entä väritys? Lintuja on kaikkialla, tarkkaile niitä. Aina ei edes tarvitse tunnistaa lajia, kun voi päätellä paljon niiden elämästä ja elintavoista.

  • Luonnontieteet

    Kemiaa, fysiikkaa ja matematiikkaa Yle Oppimisen netissä.

  • Luontoa harrastamaan

    Suomen luonnosta voi nauttia monin tavoin.

    Suomessa edellytykset luonnon havainnointiin ja harrastamiseen ovat hyvät. Meillä on esimerkiksi laajat jokamiehenoikeudet, joista monissa maissa voi vain haaveilla.

  • Nisäkkäät

    Tiesitkö että, hirvi oli vähällä kuolla Suomesta sukupuuttoon liiallisen metsästyksen takia? Tai piisamin olevan kotoisin Pohjois-Amerikasta. Oppimisen sivustolla tutustut näihin ja moniin muihin Suomen luonnossa eläviin nisäkkäisiin.

  • Solubiologia

    Kaikki elämä maapallolla muodostuu soluista. Pienimmät eliöt koostuvat vain yhdestä solusta. Ihmisen keho sisältää miljardeja soluja, jotka ovat erilaistuneet kudoksiksi. Solun toimintaa ohjaa sen tumasta löytyvät DNA-molekyylit. Geenit ovat DNA:n osia joiden perusteella solun työkalut ja rakennusaineet, proteiinit, valmistetaan.

  • Sää ja ilmasto

    Ilmaston ja sään havainnointi

    Säähän vaikuttavat auringon säteily sekä maanpinnan ominaisuudet kuten vesistöt ja vuoristot. Säähän liittyviä ominaisuuksia ovat muun muassa lämpötila, ilmankosteus, ilmanpaine ja tuulen nopeus. Säätä ei ole varmuudella aivan helppo ennustaa, sillä se saattaa muuttua hyvinkin nopeasti. Ilmasto taas saadaan selville, kun tehdään pitkän ajan kuluessa säännöllisiä säähavaintoja.

  • Yhteinen ympäristö

    Yhä useampi ympäristöön liittyvä kysymys on maailmanlaajuinen. Myös vastuu maapallon tulevaisuudesta on kannettava yhdessä. Kuormitus tarkoittaa luonnonvarojen kuluttamista ja jätteen tuottamista. Kestävän kehityksen tavoitteleminen vaatii näiden molempien vähentämistä.