Come estrarre DNA dalla frutta - Divulgazione scientifica, ottica, biologia e molto altro ancora.....

Come Estrarre DNA dalla Frutta

G. Carboni, Settembre 2005

	I N D I C E INTRODUZIONE PROCEDURA Riassunto della procedura Operazioni preliminari Preparazione della soluzione di estrazione Preparazione della poltiglia Estrazione del DNA Filtrazione Rimozione delle proteine Evidenziamento del DNA Osservazione al microscopio CONCLUSIONE BIBLIOGRAFIA

INTRODUZIONE

Da alcuni anni, il DNA è diventato protagonista delle riviste scientifiche e spesso anche di molte notizie che compaiono sui giornali ed in TV. Ma che cos'è il DNA? Il DNA è una lunga molecola che contiene il "progetto" di un determinato essere vivente, sia esso un vegetale, un animale o anche un microrganismo. Negli organismi superiori, il DNA è contenuto nel nucleo delle cellule. Salvo alcune eccezioni come le cellule del sangue dei mammiferi che sono prive di nucleo, tutte le cellule di un organismo vivente possiedono una copia di DNA. Le cellule ne utilizzano determinate parti o geni per produrre le proteine di cui hanno bisogno. Per approfondire la conoscenza del DNA nella sua struttura, le sue funzioni ed il meccanismo della produzione proteica, vi consiglio di leggere il testo [1] indicato in Bibliografia che è scritto molto bene ed è ricco di ottime illustrazioni. In questo articolo, descrivo un semplice esperimento che vi permetterà di estrarre un po' di DNA da una banana, ma potete usare anche altri frutti e perfino ortaggi. Si tratta di un esperimento che può essere realizzato tanto in casa quanto in un laboratorio scolastico.

PROCEDURA

RIASSUNTO DELLA PROCEDURA
Sostanzialmente, la procedura che impiegheremo si basa sul fatto che la membrana esterna delle cellule e quella del loro nucleo è composta da sostanze grasse le quali possono essere demolite usando del semplice 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 mescola del detersivo alla poltiglia del frutto, liberando come si è detto 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 dove diventa visibile. Il DNA così ottenuto può essere osservato al microscopio e può essere usato per successivi esperimenti di elettroforesi o di altro tipo.

ESTRAZIONE DEL DNA

Questa operazione ha lo scopo di demolire le membrane cellulari e quelle del loro nucleo per liberare il DNA. La poltiglia verrà portata a 60°C per accelerare e favorire il processo, oltre che per disattivare certi enzimi quali la DNasi che potrebbero degradare il DNA. La permanenza a quella temperatura per lungo tempo, comincia però a degradare ugualmente il DNA frammentandolo. Questa è la ragione per cui, dopo 15 minuti, bisogna raffreddare la poltiglia.

MATERIALI
- termometro;
- pentola con acqua a 60°C;
- insalatiera con acqua e cubetti di ghiaccio.

METODO
- Versate la soluzione di estrazione nella poltiglia;
- ponete il becker a bagnomaria nella pentola con acqua a 60°C;
- mescolate la poltiglia in modo da distribuire la soluzione di estrazione e da uniformare la temperatura;
- dopo 15 minuti, ponete il becker a bagnomaria nell'acqua con cubetti di ghiaccio;
- mescolate la poltiglia per uniformare la temperatura;
- dopo 5 minuti, togliete il becker dall'acqua fredda e preparatevi per la filtrazione.

RIMOZIONE DELLE PROTEINE (opzionale)

Con questa operazione otteniamo un DNA più puro, ma ai fini dell'osservazione del DNA non è indispensabile. Il DNA è avvolto attorno a proteine chiamate istoni. Per allontanarle, si possono usare enzimi proteolitici quale per esempio la "Proteasi". Questa sostanza deve essere acquistata presso negozi che vendono prodotti di chimica. E' possibile sostituirla efficacemente con una sostanza più facile da reperire. Si tratta del succo di ananas, il quale contiene la bromelina, una sostanza capace di demolire le proteine negli amminoacidi di cui sono composte e di facilitarne quindi l'eliminazione.

MATERIALI
- Enzima proteolitico (es: Proteasi oppure succo di ananas);
- una siringa da 5 cc.

METODO
- Versate in una provetta 5 cc di soluzione filtrata;
- aggiungete 1 cc di succo di ananas ed agitate;
- aspettate 2 - 3 minuti per lasciare il tempo alla bromelina di agire.

EVIDENZIAMENTO DEL DNA

Il DNA è molto solubile in acqua, dove diviene invisibile, mentre è invece insolubile in alcool, nel quale precipita e si rende visibile. Aggiungendo alcool alla soluzione presente nella provetta, rendiamo visibile il DNA.

MATERIALI
- Alcune provette per l'eventuale ripetizione dell'operazione;
- 1 porta provette;
- alcool freddo (tenuto nel congelatore).

METODO
- Versate lentamente nella provetta della fase precedente dell'alcool freddo, evitando che si mescoli con il filtrato;
- il volume dell'alcool deve essere circa pari a quello della soluzione;
- lasciate riposare la provetta per 5 minuti per consentire al DNA di precipitare e di raccogliersi;

Ora, all'interfaccia fra l'alcool e il sottostante filtrato dovreste ora poter osservare una sostanza bianchiccia, la cui quantità tende ad aumentare. Si tratta del DNA della banana. Purtroppo, all'interno di questa masserella lattiginosa, vi saranno numerose bollicine d'aria. Ciò è dovuto al fatto che la solubilità dei gas atmosferici in un liquido freddo è maggiore di quella in un liquido caldo, così mentre l'alcool era nel congelatore ha assorbito gas che ora riscaldandosi espelle.

OSSERVAZIONE AL MICROSCOPIO (opzionale) MATERIALI - alcuni vetrini da microscopio puliti; - gancetto realizzato con filo metallico lungo; - colorante per nucleo (es: Toluidina, Blu di Metilene, Aceto-Orceina); - contagocce; - microscopio. METODO - Con un lungo filo metallico terminante in un uncino, estraete un po' di DNA dalla provetta e ponetelo sopra ad un vetrino pulito; - pareggiate un po' la masserella. Coloratela con un colorante nucleare; - se necessario, aggiungete un po' d'acqua e montate il coprioggetti. Osservando questo preparato al microscopio, non vi aspettate di vedere la famosa struttura a scala a pioli del DNA. Neanche con un microscopio elettronico si riesce a vederla. Vedrete invece dei fiocchetti alquanto confusi, vagamente filamentosi, come quello di figura 12.

Figura 12 - Ammasso di DNA di banana a circa 100 X (colorato con Toluidina all'1%).

CONCLUSIONE

Questo esperimento non è stato poi così difficile da realizzare, vero? Vi ha anche permesso di avere una idea, per quanto piccola, dei procedimenti che vengono usati in biologia molecolare. Spesso sono operazioni semplici, come queste. In altri casi invece si tratta di procedure complesse. In tutti i casi è però indispensabile avere delle conoscenze di biologia e di chimica per capire quello che si sta facendo e per operare in modo corretto. Se questo tipo di esperimenti vi ha stimolato l'appetito, sappiate che in rete potete trovarne molti altri. A questo scopo, guardate in Bibliografia, al punto [2]. L'estrazione di DNA può essere il primo passo di diversi altri esperimenti.

BIBLIOGRAFIA

1 - Helena Curtis, N. Sue Barnes; "Le Scienze Biologiche"; Zanichelli, 744 pp;  Testo di biologia per scuole superiori.

2 - http://www.funsci.com/texts/wsites_en.htm  Cercate il termine: "SAPS". Troverete le istruzioni per realizzare altri esperimenti di biologia.

Ricerche in Internet: dna estrazione, dna proteine amminoacidi ribosomi.