Η βασική διαφορά μεταξύ της εξαγωγής DNA φυτού και ζώου είναι ότι στην εξαγωγή DNA φυτού, είναι απαραίτητο να σπάσει το κυτταρικό τοίχωμα με άλεση του ιστού σε ξηρό πάγο ή υγρό άζωτο προκειμένου να απελευθερωθεί κυτταρικό περιεχόμενο κατά την εξαγωγή DNA από ζώο, δεν είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί αυτό το βήμα, καθώς τα ζωικά κύτταρα δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα.
Το γονιδιωματικό DNA είναι το γενετικό υλικό των φυτικών και ζωικών κυττάρων. Το γονιδιωματικό DNA είναι μοναδικό για κάθε φυτό ή ζώο ξεχωριστά. Η εξαγωγή DNA από DNA καλής ποιότητας είναι η προϋπόθεση για τη μοριακή έρευνα. Το DNA των οργανισμών εξάγεται για ταυτοποίηση, διάγνωση ασθενειών, ανίχνευση συγκεκριμένων γονιδίων και αλληλουχιών, εγκληματολογικούς σκοπούς, τεστ πατρότητας, αλληλουχία γονιδιώματος και ανάπτυξη φαρμάκων κ.λπ. Η μέθοδος εξαγωγής DNA ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο των κυττάρων – είτε πρόκειται για ζωικό είτε για φυτικό κύτταρο.
Τι είναι η εξαγωγή DNA φυτού;
Το DNA στα φυτικά κύτταρα εξάγεται για διάφορες μοριακές μελέτες. Απαιτείται για την εξαγωγή ανέπαφου, καθαρού γονιδιωματικού DNA. Ως εκ τούτου, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι πρωτοκόλλων εξαγωγής DNA που διαφέρουν από τα πρωτόκολλα εξαγωγής DNA από ζωικά κύτταρα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα φυτικά κύτταρα έχουν ένα κυτταρικό τοίχωμα το οποίο πρέπει να σπάσει για να αφαιρεθεί το κυτταρικό περιεχόμενο.
Η εκχύλιση γίνεται συνήθως με άλεση των φυτικών ιστών σε ξηρό πάγο ή υγρό άζωτο χρησιμοποιώντας γουδί και γουδοχέρι. Στη συνέχεια, οι κυτταρικές μεμβράνες διασπώνται και το κυτταρικό περιεχόμενο εξάγεται σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα εκχύλισης. Αυτό γίνεται συνήθως με απορρυπαντικό. Ρυθμιστικό διάλυμα SDS (δωδεκυλοθειικό νάτριο) ή CTAB (βρωμιούχο κετυλοτριμεθυλαμμώνιο). Το απελευθερωμένο DNA προστατεύεται από ενδογενείς νουκλεάσες χρησιμοποιώντας έναν χηλικό παράγοντα όπως το EDTA. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες διαχωρίζονται από το DNA χρησιμοποιώντας χλωροφόρμιο ή φαινόλη.
Εικόνα 01: Εξαγωγή DNA φυτού
Τα φυτά συνθέτουν πολυσακχαρίτες και πολυφαινόλες, συμπεριλαμβανομένων των φλαβονοειδών και άλλων δευτερογενών μεταβολιτών. Αυτές οι ενώσεις παρεμβαίνουν στην εξαγωγή καθαρού γονιδιωματικού DNA. Ως εκ τούτου, τα περισσότερα πρωτόκολλα εκχύλισης φυτικού DNA περιλαμβάνουν ένα άλλο βήμα, όπως η τεχνική βαθμίδωσης πυκνότητας χλωριούχου καισίου για την εξάλειψη αυτών των ενώσεων.
Τα περισσότερα από τα πρωτόκολλα εξαγωγής DNA συνιστούν τη χρήση δειγμάτων φρέσκων φύλλων για εξαγωγή DNA. Ορισμένες μέθοδοι δεν περιλαμβάνουν επικίνδυνες χημικές ουσίες όπως υγρό άζωτο και φαινόλη. Το πρωτόκολλο CTAB (Cetyl trimethylammonium bromide) είναι ένα δημοφιλές πρωτόκολλο εξαγωγής φυτικού DNA που διευκολύνει την εκχύλιση υψηλής ποιότητας γονιδιωματικού DNA των φυτών. Είναι μια απλή, ασφαλής, αξιόπιστη και οικονομικά αποδοτική μέθοδος για την εξαγωγή φυτικού DNA. Οι περισσότερες από τις άλλες μεθόδους είναι τροποποιημένες εκδόσεις της μεθόδου CTAB.
Τι είναι η εξαγωγή DNA ζώων;
Εξαγωγή DNA ζώων είναι η εξαγωγή γονιδιωματικού DNA από ζωικά κύτταρα για μοριακή ανάλυση. Σε αντίθεση με την εκχύλιση του φυτικού DNA, η διάσπαση του κυτταρικού τοιχώματος δεν είναι απαραίτητη για τα ζωικά κύτταρα, καθώς δεν διαθέτουν κυτταρικό τοίχωμα. Τα αιμοσφαίρια είναι ο πιο κοινός τύπος ζωικών κυττάρων που χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς.
Εικόνα 02: Εξαγωγή DNA
Η μέθοδος φαινόλης-χλωροφορμίου είναι μία από τις καλύτερες επιλογές για τα κύτταρα του αίματος. Η απόδοση και η ποιότητα του DNA είναι υψηλή κατά την εξαγωγή DNA από αυτή τη μέθοδο. Είναι ένα πρωτόκολλο εκχύλισης DNA υγρού-υγρού και αυτή η μέθοδος διαχωρίζει τα μόρια DNA με βάση τη διαλυτότητά τους σε μη αναμίξιμα διαλύματα. Η φαινόλη, το χλωροφόρμιο και η ισοαμυλική αλκοόλη είναι τα τρία κορυφαία συστατικά αυτής της μεθόδου.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της εξαγωγής DNA φυτών και ζώων;
- Κατά την εξαγωγή DNA φυτών και ζώων, οι κυτταρικές μεμβράνες πρέπει να διαταράσσονται.
- Το DNA πρέπει να προστατεύεται από ενδογενείς νουκλεάσες.
- Επιπλέον, η διάτμηση του DNA θα πρέπει να αποτραπεί.
- Διατίθενται εμπορικά κιτ για την εξαγωγή DNA φυτού και ζωικού DNA.
- Οι περισσότερες μέθοδοι εξαγωγής DNA φυτών και ζώων χρειάζονται συνεχή τροποποίηση και τυποποίηση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της εξαγωγής DNA φυτών και ζώων;
Η βασική διαφορά μεταξύ της εξαγωγής DNA φυτού και ζώου είναι ότι η εκχύλιση του φυτικού DNA απαιτεί την άλεση του φυτικού ιστού σε ξηρό πάγο ή υγρό άζωτο για να σπάσει το κυτταρικό τοίχωμα, ενώ η εξαγωγή DNA από ζώο δεν απαιτεί αυτό το βήμα, καθώς τα ζώα τα κύτταρα δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα. Η μέθοδος CTAB είναι μία από τις καλύτερες μεθόδους για την εκχύλιση του DNA των φυτών ενώ η μέθοδος φαινόλης-χλωροφορμίου είναι μία από τις καλύτερες μεθόδους για την εκχύλιση ζωικού DNA.
Στο παρακάτω infographic παρουσιάζονται οι διαφορές μεταξύ της εξαγωγής DNA φυτών και ζώων.
Σύνοψη – Εξαγωγή DNA φυτών εναντίον ζώων
Διατίθενται διαφορετικές μέθοδοι για την εξαγωγή DNA από διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Επομένως, τα πρωτόκολλα εξαγωγής DNA φυτών διαφέρουν από τα πρωτόκολλα εξαγωγής DNA ζωικών κυττάρων. Η εκχύλιση του φυτικού DNA απαιτεί τη διάσπαση του κυτταρικού τοιχώματος, της κυτταρικής μεμβράνης και της πυρηνικής μεμβράνης, ενώ η εξαγωγή του ζωικού DNA απαιτεί τη διάσπαση της κυτταρικής μεμβράνης και της πυρηνικής μεμβράνης. Το πιο σημαντικό, η εκχύλιση του DNA των ζωικών κυττάρων δεν απαιτεί τη διάρρηξη των κυτταρικών τοιχωμάτων με άλεση σε ξηρό πάγο ή υγρό άζωτο. Επομένως, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της εξαγωγής DNA φυτών και ζώων.
