Extraction d’ADN (expĂ©rience Ă  domicile)

L’acide dĂ©soxyribonuclĂ©ique ou l’ADN est le matĂ©riel gĂ©nĂ©tique des ĂȘtres vivants. L’extraction d’ADN est rĂ©alisĂ©e afin de rĂ©aliser des Ă©tudes de biologie gĂ©nĂ©tique, mĂ©dico-lĂ©gale et molĂ©culaire. On peut facilement extraire l’ADN avec des produits faits maison et un peu de soin.

Pour les Ă©tudes gĂ©nĂ©tiques les plus professionnelles, des protocoles spĂ©ciaux sont nĂ©cessaires avec diverses Ă©tapes et des matĂ©riaux qui peuvent ĂȘtre contaminants. Cependant, nous pouvons faire une extraction d’ADN Ă  partir de matĂ©riaux que nous avons Ă  la maison, ou que nous pouvons faire dans le laboratoire de biologie de l’Ă©cole.

Objectifs de l’extraction d’ADN

L’ADN est composĂ© de deux chaĂźnes nuclĂ©otidiques, rĂ©unies pour former une double hĂ©lice. Le squelette a des groupes phosphate qui sont chargĂ©s nĂ©gativement et polaires, ce qui donne Ă  l’ADN une charge nĂ©gative nette. À l’intĂ©rieur du noyau, cette molĂ©cule est remplie de protĂ©ines autour d’elle.

Les objectifs de cette extraction d’ADN sont:

  • Appliquez une technique simple pour obtenir de l’ADN Ă  partir de cellules vĂ©gĂ©tales.
  • Comprenez le processus requis pour l’extraction d’ADN.

L’isolement de l’ADN Ă  l’aide du protocole commun sel et lave-vaisselle est une alternative simple, facile, rapide, peu coĂ»teuse et non polluante. Il est basĂ© sur les caractĂ©ristiques physico-chimiques de l’acide nuclĂ©ique.

MatĂ©riaux pour effectuer l’extraction d’ADN Ă  domicile

  • Du matĂ©riel vĂ©gĂ©tal, de prĂ©fĂ©rence des fraises (Fragaria vesca), des kiwis (Actinidia chinensis) ou des bananes (Musa sp.).
  • Mortier ou mĂ©langeur.
  • Scalpel ou couteau.
  • Bain-marie (37ÂșC).
  • Gaze ou coton.
  • Eprouvette ou gobelet doseur de 100 ml.
  • Tube Ă  essai ou petits flacons.
  • Eau distillĂ©e.
  • DĂ©tergent lave-vaisselle.
  • Sel de cuisine ou chlorure de sodium NaCl.
  • Papier filtre et passoire.
  • Éthanol ou alcool isopropylique d’une concentration supĂ©rieure Ă  70%, froid (5 ° C).

Étapes pour l’extraction d’ADN

La procĂ©dure pour effectuer l’isolement d’ADN suit les Ă©tapes suivantes:

Étape 1: prĂ©paration d’une solution saline savonneuse

Nous prĂ©parons une solution saline savonneuse composĂ©e de 100 ml d’eau (une demi-tasse), 10 ml de dĂ©tergent Ă  vaisselle (1 cuillĂšre Ă  soupe) ou 20 ml de shampoing (sans conditionneur, deux cuillĂšres Ă  soupe) et 13 grammes de NaCl ou sel de cuisine (un cuillĂšre Ă  soupe).

Étape 2: prĂ©parer les fruits

Si nous utilisons du kiwi ou de la banane, nous l’Ă©pluchons et le coupons en petits cubes, puis nous l’Ă©crasons dans un mortier ou un mĂ©lange. Si nous utilisons des fraises, nous pouvons les placer dans un sac Ă  fermeture Ă©clair et les Ă©craser.

Étape 3: ajout de la solution saline et dĂ©tergente aux fruits

Dans le mortier avec le fruit Ă©crasĂ© (ou dans le sac avec les fraises), nous versons la solution saline-savonneuse et continuons le processus de cassage des fruits. En option, nous pouvons placer la prĂ©paration dans un bain-marie Ă  37 ° C pendant 15 minutes pour faciliter l’extraction

Étape 4: sĂ©paration du matĂ©riau solide, des protĂ©ines et des lipides

On passe Ă  travers une passoire ou un papier filtre pour enlever la majeure partie de la soupe aux fruits puis, Ă  travers de la gaze ou du coton, jusqu’Ă  obtenir 5 ml du liquide filtrĂ© dans un tube Ă  essai ou 50 ml dans une bouteille.

Le jus de fruit savonneux salĂ© est filtrĂ© et filtrĂ© pour Ă©liminer les solides, les protĂ©ines et les lipides de la solution aqueuse d’ADN.

Étape 5: prĂ©cipitation de l’ADN par action de l’alcool

Sur le jus de fruit, nous versons lentement de l’Ă©thanol froid ou de l’isopropanol sur les parois du tube Ă  essai. Laissez reposer quelques minutes. Une couche blanchĂątre gĂ©latineuse devrait apparaĂźtre.

Si nous introduisons une tige de verre ou un bĂąton en bois, avec des mouvements circulaires, nous pouvons rĂ©cupĂ©rer l’ADN roulĂ© sur la tige.

Explication des Ă©tapes de l’extraction d’ADN

Lors d’une expĂ©rience scientifique, il est toujours essentiel de comprendre fondement des techniques et pourquoi des phĂ©nomĂšnes se produisent. Voyons l’explication de chaque Ă©tape.

Choix du matériel végétal

Les plantes ont trois types d’ADN: nuclĂ©aire, mitochondrial et chloroplastique. De plus, la plupart des plantes ont polyploĂŻdie, c’est-Ă -dire la condition de certaines cellules ou organismes Ă  possĂ©der plus d’un ensemble de chromosomes.

Par exemple, les humains ont deux paires de 23 chromosomes (23 x 2 = 46 chromosomes au total), c’est-Ă -dire que nous sommes diploĂŻdes. Alors que les plantes peuvent ĂȘtre triploĂŻdes (3 ensembles de chromosomes), tĂ©traploĂŻdes (4 fois le nombre de chromosomes) ou plus.

Les fraises de culture mĂ»res (Fragaria x ananassa) sont un excellent matĂ©riau pour l’extraction de l’ADN. Ils sont faciles Ă  Ă©craser et contiennent des enzymes, appelĂ©es pectinases et cellulases, qui aident Ă  briser les parois cellulaires. De plus, les fraises sont octoploĂŻdes (7 chromosomes x 8 = 56 chromosomes), c’est-Ă -dire qu’elles ont huit copies de chaque chromosome, ce qui fournit plus d’ADN que la banane ou le kiwi.

Le kiwi a 29 chromosomes et est tétraploïde. La banane ou le plantain a 11 chromosomes et la plupart sont triploïdes. Mais vous pouvez également faire cette expérience avec des oignons, des lentilles ou un autre légume.

Rupture des tissus, des parois cellulaires et des membranes

Par frottement avec le mortier ou par liquĂ©faction du matĂ©riau, les liaisons entre les cellules et la paroi cellulaire sont rompues. Cette homogĂ©nĂ©isation facilite l’effet de lyse ou de rupture qui aide Ă  libĂ©rer le matĂ©riel gĂ©nĂ©tique.

Le savon liquide ou le dĂ©tergent aide Ă  dĂ©composer les membranes cellulaires, qui sont constituĂ©es de lipides. Les molĂ©cules de dĂ©tergent aident Ă  dĂ©composer les membranes cellulaires et Ă  libĂ©rer l’ADN du noyau.

Élimination des protĂ©ines et des lipides

Les composants insolubles tels que le matĂ©riau fibreux et les protĂ©ines sont sĂ©parĂ©s de l’ADN par filtration.

PrĂ©cipitation d’ADN

ADN précipité à l'éthanol

L’ADN apparaĂźt sous forme de brins blanchĂątres entre l’Ă©thanol et la solution aqueuse.

Une fois les lipides et les protĂ©ines Ă©liminĂ©s, les groupes phosphate de l’ADN sont chargĂ©s nĂ©gativement et polaires. L’ADN se dissout dans des solutions aqueuses, mais est insoluble dans l’alcool.

L’ajout d’Ă©thanol et de fortes concentrations d’ions sodium qui se lient aux groupes phosphate, rĂ©duit les forces rĂ©pulsives entre les chaĂźnes et permet Ă  l’ADN de se replier sur lui-mĂȘme le rendant insoluble. De cette maniĂšre, il prĂ©cipite et forme un maillage filamenteux blanchĂątre qui contient des protĂ©ines et d’autres matĂ©riaux.

Quel est le rÎle du déchiquetage?

Brisez les parois des cellules et séparez les cellules.

Quel est le rĂŽle de l’ajout de dĂ©tergent?

Le lave-vaisselle ou le shampooing aide Ă  dissoudre la membrane cellulaire qui est une bicouche lipidique.

Quel est le rĂŽle du chlorure de sodium?

Le chlorure de sodium aide Ă  sĂ©parer certaines des protĂ©ines liĂ©es Ă  l’ADN. Il maintient Ă©galement les protĂ©ines dissoutes dans la couche aqueuse afin de les empĂȘcher de prĂ©cipiter Ă©galement avec l’alcool, avec l’ADN.

Les ions sodium et chlorure neutralisent les charges nĂ©gatives sur l’ADN. De plus, les cations de sodium (Na +) neutralisent les charges nĂ©gatives des phosphates d’ADN.

À quoi sert l’alcool dans l’extraction d’ADN?

L’alcool abaisse la constante diĂ©lectrique de la solution aqueuse. L’Ă©thanol froid provoque la sĂ©paration de l’ADN de l’eau et la prĂ©cipitation. Lorsque l’ADN se sĂ©pare de la solution aqueuse, il a tendance Ă  s’agglutiner, ce qui le rend visible. Les longs brins d’ADN s’enrouleront autour de la tige lorsque l’interface entre les deux couches est tordue.

 

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