Perkenalan
Apa itu Ekstraksi Asam Nukleat?
Secara sederhana, ekstraksi asam nukleat adalah penghilangan RNA dan/atau DNA dari sampel dan semua kelebihan yang tidak diperlukan. Proses ekstraksi mengisolasi asam nukleat dari sampel dan menghasilkannya dalam bentuk eluat pekat, bebas dari bahan pengencer dan kontaminan yang dapat memengaruhi aplikasi hilir.
Aplikasi Ekstraksi Asam Nukleat
Asam nukleat yang dimurnikan digunakan dalam berbagai aplikasi yang berbeda, yang mencakup berbagai industri yang berbeda. Perawatan kesehatan mungkin merupakan area yang paling banyak menggunakannya, dengan RNA dan DNA yang dimurnikan diperlukan untuk berbagai tujuan pengujian yang berbeda.
Aplikasi ekstraksi asam nukleat dalam perawatan kesehatan meliputi:
- Pengurutan Generasi Berikutnya (NGS)
- Genotipe SNP berbasis amplifikasi
- Genotyping Berbasis Array
- Pencernaan Enzim Restriksi
- Analisis menggunakan Enzim Modifikasi (misalnya Ligasi dan Kloning)
Ada juga bidang lain di luar perawatan kesehatan di mana ekstraksi asam nukleat digunakan, termasuk tetapi tidak terbatas pada pengujian paternitas, forensik, dan genomik.
Sejarah Singkat Ekstraksi Asam Nukleat
ekstraksi DNAsudah ada sejak lama, dengan isolasi pertama yang diketahui dilakukan oleh seorang dokter Swiss bernama Friedrich Miescher pada tahun 1869. Miescher berharap dapat memecahkan prinsip dasar kehidupan dengan menentukan komposisi kimia sel. Setelah gagal dengan limfosit, ia dapat memperoleh endapan DNA kasar dari leukosit yang ditemukan dalam nanah pada perban yang dibuang. Ia melakukannya dengan menambahkan asam dan kemudian alkali ke dalam sel untuk meninggalkan sitoplasma sel, dan kemudian mengembangkan protokol untuk memisahkan DNA dari protein lainnya.
Setelah penelitian inovatif Miescher, banyak ilmuwan lain yang terus mengembangkan teknik untuk mengisolasi dan memurnikan DNA. Edwin Joseph Cohn, seorang ilmuwan protein, mengembangkan banyak teknik untuk pemurnian protein selama PD II. Ia bertanggung jawab untuk mengisolasi fraksi albumin serum dari plasma darah, yang penting dalam menjaga tekanan osmotik dalam pembuluh darah. Ini sangat penting untuk menjaga agar para prajurit tetap hidup.
Pada tahun 1953 Francis Crick, bersama dengan Rosalind Franklin dan James Watson, menentukan struktur DNA, yang menunjukkan bahwa DNA tersusun dari dua untai rantai panjang nukleotida asam nukleat. Penemuan terobosan ini membuka jalan bagi Meselson dan Stahl, yang mampu mengembangkan protokol sentrifugasi gradien densitas untuk mengisolasi DNA dari bakteri E. Coli saat mereka mendemonstrasikan replikasi DNA semi-konservatif selama percobaan mereka tahun 1958.
Teknik Ekstraksi Asam Nukleat
Apa saja 4 tahap ekstraksi DNA?
Semua metode ekstraksi mengarah pada langkah dasar yang sama.
Gangguan SelTahap ini, yang juga dikenal sebagai lisis sel, melibatkan pemecahan dinding sel dan/atau membran sel, untuk melepaskan cairan intraseluler yang mengandung asam nukleat yang diinginkan.
Pembuangan Kotoran yang Tidak Diinginkan. Ini termasuk lipid membran, protein, dan asam nukleat lain yang tidak diinginkan yang dapat mengganggu aplikasi hilir.
Isolasi. Ada sejumlah cara berbeda untuk mengisolasi asam nukleat yang diinginkan dari lisat yang telah dibersihkan yang Anda buat, yang terbagi dalam dua kategori utama: berbasis larutan atau keadaan padat (lihat bagian berikutnya).
Konsentrasi. Setelah asam nukleat diisolasi dari semua kontaminan dan pengencer lainnya, asam nukleat tersebut disajikan dalam eluat yang sangat terkonsentrasi.
Dua Jenis Ekstraksi
Terdapat dua jenis ekstraksi asam nukleat – metode berbasis larutan dan metode solid state. Metode berbasis larutan juga dikenal sebagai metode ekstraksi kimia, karena melibatkan penggunaan bahan kimia untuk memecah sel dan mengakses materi nukleat. Ini dapat menggunakan senyawa organik seperti fenol dan kloroform, atau senyawa anorganik yang kurang berbahaya dan karenanya lebih direkomendasikan seperti Proteinase K atau gel silika.
Contoh berbagai metode ekstraksi kimia untuk memecah sel meliputi:
- Pecahnya membran secara osmotik
- Pencernaan enzimatik dinding sel
- Pelarutan membran
- Dengan deterjen
- Dengan perawatan alkali
Teknik solid state, yang juga dikenal sebagai metode mekanis, melibatkan pemanfaatan cara DNA berinteraksi dengan substrat padat. Dengan memilih manik atau molekul yang akan diikat DNA tetapi analit tidak, keduanya dapat dipisahkan. Contoh teknik ekstraksi fase padat termasuk penggunaan silika dan manik magnetik.
Penjelasan tentang Ekstraksi Manik Magnetik
Metode Ekstraksi Manik Magnetik
Potensi ekstraksi menggunakan manik-manik magnetik pertama kali diakui dalam paten AS yang diajukan oleh Trevor Hawkins, untuk lembaga penelitian Whitehead Institute. Paten ini mengakui bahwa adalah mungkin untuk mengekstraksi materi genetik dengan mengikatnya ke pembawa pendukung yang solid, yang bisa berupa manik-manik magnetik. Prinsipnya adalah Anda menggunakan manik-manik magnetik yang sangat fungsional tempat materi genetik akan terikat, yang kemudian dapat dipisahkan dari supernatan dengan menerapkan gaya magnetik ke bagian luar wadah yang menampung sampel.
Mengapa Menggunakan Ekstraksi Manik Magnetik?
Teknologi ekstraksi manik magnetik semakin lazim digunakan, karena potensinya untuk prosedur ekstraksi yang cepat dan efisien. Akhir-akhir ini telah terjadi pengembangan manik magnetik yang sangat fungsional dengan sistem penyangga yang sesuai, yang memungkinkan otomatisasi ekstraksi asam nukleat dan alur kerja yang sangat hemat sumber daya dan hemat biaya. Selain itu, metode ekstraksi manik magnetik tidak melibatkan langkah sentrifugasi yang dapat menyebabkan gaya geser yang memecah potongan DNA yang lebih panjang. Ini berarti untaian DNA yang lebih panjang tetap utuh, yang penting dalam pengujian genomik.
Waktu posting: 25-Nov-2022