Belangrijk verschil – DNA vs RNA-extractie
De studie van DNA en RNA zijn essentiële aspecten om de basisconcepten van moleculaire biologie, biotechnologie en genetica te begrijpen. Extractie van zuivere DNA- en RNA-monsters is nodig om tijdens deze onderzoeken experimentele procedures uit te voeren. Het belangrijkste verschil tussen DNA- en RNA-extractie is dat het DNA-extractieproces DNA zuivert, terwijl RNA-extractie RNA zuivert. Het DNA-extractieproces heeft drie verschillende stappen: cellysis en katabolisme van membraanlipiden en eiwitten, klonteren van katabolieten door geconcentreerde zoutoplossing en de precipitatie van DNA met ethanol. De procedure in drie stappen kan bestaan uit twee optionele stappen. Het RNA-zuiveringsproces bestaat uit vier verschillende stappen: toevoeging van guanidiumthiocyanaat voor cellysis, eiwitdenaturatie inclusief ribonucleasen, scheiding van RNA door toevoeging van chloroform en fenol en het wassen van het neerslag met ethanol.
Wat is DNA-extractie?
DNA-extractie is een fysiek en chemisch proces dat wordt gebruikt om DNA uit een monster te zuiveren. DNA-extractie is een belangrijk aspect in de context van de moleculaire biologie en forensische wetenschappen. Het proces bestaat uit drie basisstappen. In eerste instantie moeten de cellen van belang worden verkregen. Vervolgens wordt cellysis mogelijk gemaakt om het celmembraan te breken, dat de cel opent en het cytoplasma samen met DNA blootlegt. Oppervlakteactieve stoffen of andere detergentia kunnen worden gebruikt om de lipiden uit het celmembraan te lyseren, terwijl de aanwezige eiwitten worden gekataboliseerd door proteasen. Dit is een optionele stap. Zodra de cel is gelyseerd, wordt het klonteren van de gekataboliseerde moleculen vergemakkelijkt door geconcentreerde zoutoplossingen. Het wordt gevolgd door centrifugatie van de oplossing die de brokstukken van het DNA scheidt. In deze fase wordt het gedifferentieerde DNA gemengd met de reagentia en zouten die tijdens de celcyclus worden gebruikt.
Figuur 01: DNA-extractie
Om het verder te zuiveren, kunnen de volgende stappen worden gebruikt. Een methode is ethanolprecipitatie, waarbij ijskoude ethanol wordt gemengd met het gescheiden DNA-monster. DNA is onoplosbaar in alcohol en produceert daardoor een pellet door de aggregatie van DNA-moleculen samen. Bij dit proces wordt natriumacetaat toegevoegd om de precipitatiegraad te verhogen door de ionsterkte te verhogen. Naast het ethanolprecipitatieproces zou hiervoor ook het fenol-chloroform-extractieproces kunnen worden geïnduceerd. Bij deze methode denatureert fenol de eiwitten die in het monster aanwezig zijn. Eenmaal gecentrifugeerd, blijven de gedenatureerde eiwitten in de organische fase, terwijl de DNA-moleculen die met chloroform zijn gemengd in de waterige fase aanwezig zullen zijn. Chloroform verwijdert de fenolresten. Zodra de extractie is voltooid, wordt het DNA opgelost in TE-buffer of ultrazuiver water bewaard.
Wat is RNA-extractie?
RNA-zuivering is een proces waarbij RNA wordt gezuiverd uit een biologisch monster. Door de aanwezigheid van ribonuclease in de cellen en weefsels is dit proces gecompliceerd. Ribonuclease-enzym heeft het vermogen om RNA snel af te breken. De chemische aard van ribonucleasen is extreem stabiel en het is moeilijk om ze te inactiveren. Het neutraliseren van de ribonucleasen is een optie. Omdat dit enzym alomtegenwoordig is in de cellen en weefsels, worden speciale technieken ontwikkeld voor RNA-extractie. Van de vele methoden is de gebruikelijke methode de extractie van guanidiniumthiocyanaat-fenol-chloroform.
Figuur 02: RNA-extractie
De extractiemethode van guanidiniumthiocyanaat-fenol-chloroform is afhankelijk van centrifugatie en fasescheiding. Het te centrifugeren mengsel bestaat uit het waterige monster en een met water verzadigde oplossing die bestaat uit fenol en chloroform. Eenmaal gecentrifugeerd, bestaat de oplossing uit een bovenste waterige fase en een onderste organische fase onder neutrale pH-omstandigheden (pH 7-8). RNA is aanwezig in de waterige fase. De organische fase bestaat typisch uit eiwitten opgelost in fenol en lipiden opgelost in chloroform. Een chaotroop middel (een molecuul dat de waterstofbruggen tussen watermoleculen kan verbreken) wordt toegevoegd; dit staat bekend als guanidiniumthiocyanaat. Dit middel heeft het vermogen om eiwitten te denatureren, waaronder ribonucleasen die RNA kunnen afbreken en is betrokken bij cellysis. Het scheidt ook rRNA van ribosomale eiwitten. De laatste stap van RNA-zuivering is het wassen van de precipitatie van de waterige fase met ethanol. RNA kan ook worden gezuiverd met vloeibare stikstof.
Wat zijn de overeenkomsten tussen DNA- en RNA-extractie?
- Beide extractieprocessen maken gebruik van schadelijke chemicaliën zoals fenol en chloroform.
- Centrifugatie is een essentiële techniek voor beide processen.
- Ethanol wordt gebruikt om het neerslag te wassen en gezuiverd DNA of RNA te verkrijgen.
Wat is het verschil tussen DNA- en RNA-extractie?
DNA vs RNA-extractie |
|
| DNA-extractie is een proces waarbij DNA uit een organisme of monster wordt geëxtraheerd. | RNA-extractie is een proces waarbij RNA uit een monster wordt geëxtraheerd. |
| Stappen | |
| Het DNA-extractieproces bestaat uit drie verschillende stappen met twee optionele stappen. | Het RNA-extractieproces bestaat uit vier verschillende stappen. |
| Reagentia | |
| Oppervlakteactieve stoffen, proteasen (optioneel), alcohol, chloroform, fenol, natriumacetaat worden gebruikt voor DNA-extractie. | Guanidiumthiocyanaat, chloroform, fenol en ethanol worden gebruikt voor RNA-extractie. |
Samenvatting – DNA vs RNA-extractie
DNA- en RNA-extractie zijn essentiële aspecten van de experimentele procedures voor de studie van moleculaire biologie, genetica en biotechnologie. Beide processen omvatten vergelijkbare reagentia, maar RNA-extractie maakt gebruik van een speciaal reagens dat bekend staat als Guanidium-thiocyanaat en dat de activiteit van ribonucleasen vermindert. Dit is het belangrijkste verschil tussen DNA- en RNA-extractie.
Download PDF-versie van DNA versus RNA-extractie
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen DNA- en RNA-extractie
