Metodica n° 9: Estrazione DNA dalla frutta

Richiami teorici

Il DNA è un polimero composto da nucleotidi. Ogni nucleotide è formato da:

  • una molecola di zucchero (desossiribosio);
  • un gruppo fosfato;
  • una base azotata (adenina, guanina, citosina, timina).

Nel 1953 Watson e Crick proposero il seguente modello tridimensionale con struttura a doppia elica del DNA.

La molecola presenta tre caratteristiche importanti.

  • Le due catene sono complementari e
  • I legami tra nucleotidi in ciascuna catena sono legami covalenti, mentre quelli che uniscono i filamenti appaiati sono legami a idrogeno secondo la regola della complementarietà delle basi: AT e CG.
  • L’elica ha avvolgimento destrogiro, il quale crea un solco maggiore e un solco minore.

Nel nucleo il DNA è presente in due stati di condensazione differenti:

  • l’eucromatina: è la forma più aperta ed è tipica dei geni attivamente trascritti;
  • l’eterocromatina: è, invece, la forma più condensata in cui la trascrizione genica è La compattazione della cromatina avviene grazie a proteine chiamate istoni.

Metodica di laboratorio

  • Scopo dell’esperienza: Estrarre il DNA dalle cellule di una banana e renderlo visibile ad occhio

  • Materiale occorrente:
    Su un bancone in comune:
    • becher
    • beuta
    • imbuto
    • spatolina
    • mortaio con pestello
    • carta da filtro o garze
    • cucchiaino da caffè
    • coltello / bisturi
    • piastra termica
    • contagocce
    • cloruro di sodio
    • limone
    • banana
    • sapone liquido o detersivo liquido per piatti
    • alcol etilico glaciale (posto nel congelatore)
    • acqua (calda 60°C)
    • spruzzetta
    • termometro
  • Valutazione dei rischi:

    Alcol etilico: liquido e vapori facilmente infiammabili, provoca grave irritazione oculare – utilizzare guanti, camice e occhiali – usare lontano da fonti di calore, superfici calde, scintille, fiamme libere o altre fonti di accensione.

  • Procedimento:

    Step 1
    Mettere sulla piastra termica un becher contenente acqua e fare riscaldare fino a raggiungere circa 60°C.

    Step 2
    Tagliare la banana a piccoli pezzi, metterne uno in un mortaio e schiacciarlo con il pestello per circa 2 minuti fino a trasformarlo in una poltiglia.

    Serve per separare meccanicamente le cellule tra loro e rompere le pareti cellulari, fatte di cellulosa e pectina, esponendole così all’azione della soluzione di estrazione.

    Step 3: Preparazione della soluzione di estrazione
    Per estrarre il DNA è necessario demolire le membrane cellulari e quelle del nucleo, costituite da fosfolipidi, molecole ricche di grassi; i fosfolipidi reagiscono con il detersivo e quindi le membrane si rompono causando la fuoriuscita di DNA e RNA. Il sale e l’acido hanno la funzione di denaturare le proteine, quindi facilitare l’eliminazione delle proteine sulle quali è avvolto il DNA, ovvero gli istoni.

    Una volta ottenuta la poltiglia, aggiungere nel mortaio un pizzico di sale, un cucchiaino da caffè di succo di limone e 3 gocce di sapone liquido.

    Step 4: Estrazione del DNA
    Aggiungere alla soluzione di estrazione 4 cucchiaini di acqua calda (60°C circa). Mescolare la soluzione per uniformare la temperatura e omogeneizzarla il più possibile, ponendo attenzione a non produrre bolle.

    Aumentando la temperatura del miscuglio, circa 60°C, viene favorito il processo per demolire le membrane nucleari e cellulari e liberare il DNA. Tuttavia, la permanenza per lungo tempo a temperatura così elevata potrebbe degradare anche il DNA, frammentandolo. Quindi, dopo circa 15 minuti, bisogna raffreddare la poltiglia aggiungendo acqua molto fredda.

    Schiacciare la banana con il liquido ottenuto, per circa 2 minuti. Passato il tempo, si procede alla filtrazione.

    Step 5: Filtrazione
    Con questa operazione si raccoglie il liquido ricco di DNA, separandolo dai residui cellulari e dagli altri tessuti di banana che vanno scartati.

    Con la spatolina prelevare, poco alla volta, la poltiglia e il liquido ottenuti e porli sul filtro di carta/garza posto dentro l’imbuto (messo sulla beuta di vetro) per effettuare la filtrazione. Tramite la spatolina, mescolare con cura per favorire la filtrazione. ATTENZIONE a non fare fuoriuscire dal filtro il miscuglio.

    Ottenuto solo il filtrato, travasarlo in una provetta e aggiungere con la spruzzetta una quantità uguale di acqua molto fredda.

    Step 6: Evidenziamento del DNA
    Il DNA è molto solubile in acqua, dove è invisibile, invece in alcol è insolubile, quindi precipita e si rende visibile sotto forma di filamenti biancastri.

    Aggiungere l’alcol freddo facendolo colare lentamente sul bordo della provetta in modo che formi uno strato sopra alla soluzione filtrata (fino a 1-2 volte il volume iniziale).

    Non spostare la provetta e lasciare agire, senza agitare per 5 minuti, per consentire al DNA di raccogliersi. All’interfaccia fra alcol e il sottostante filtrato si può osservare una sostanza biancastra la cui quantità tende ad aumentare: il DNA precipitato.

  • Osservazioni: