科学家是如何从细胞中提取DNA的？

你是否好奇过，科学家是如何从细胞中提取DNA的?其实，只需要一颗草莓和最常见的厨房材料，你在家里也能一睹“生命密码”的真容。

编辑/丁林 实验、摄影/丁林

新媒体编辑/陈炫之

刑侦剧中的法医，有时会从血液或毛发样本中提取DNA，从而得出破获悬案的关键证据。他们给观众留下的印象是：提取DNA需要各种高大上的实验室设备。

其实，科学家提取DNA的过程，总体上分为两步：首先将DNA从细胞里释放至溶液中;然后将DNA从溶液中沉淀出来。

只要借助简单的厨房工具，我们用最常见的材料也可以实现上述两个过程，在家提取DNA!

● 实验材料：

草莓、食盐、洗洁精、医用酒精、

滤网或滤纸、筷子或镊子、

菠萝、搅拌机

● 实验步骤

步骤1.

取去蒂草莓1~3颗，加入约100毫升水和一茶勺食盐;

将草莓碾碎、搅拌至没有明显的果肉颗粒(可借助搅拌机)。

原理：

本文的方案可以提取各种动物、植物细胞的DNA，这里选择草莓，主要是因为最常见的栽培种草莓是“八倍体”——每个草莓细胞中有8份基因组，DNA含量更高。另外，草莓更易碾碎、不必削皮去籽的特性也让实验更加简化。

△如今的八倍体栽培草莓，是二倍体野生草莓“周游世界”培育而来（来源：《自然·遗传学》）

碾碎草莓，则是将尽量多的草莓细胞暴露在悬液中，方便后续“裂解细胞”的过程。如果草莓经过冻融，其细胞壁会受到微小冰晶的破损，最终DNA提取效果更佳。食盐中的钠离子和氯离子可中和DNA上的电荷，使其在后续提取中更易沉淀出来。

步骤2.

在所得悬液中加入5~10毫升洗洁精，并加入几滴新榨菠萝汁;

轻轻搅匀后静置10分钟，随后用滤网或咖啡滤纸将悬液中的大颗粒杂质滤除。

原理：

细胞膜和细胞核膜的主要成分是脂质，洗洁精中的表面活性剂可破坏这一结构，将其中的DNA释放至溶液中。

△去污剂（图中蓝色分子）可破坏细胞的脂质双层膜结构，释放出DNA（图片来源于网络）

菠萝汁中的菠萝蛋白酶（bromelain）则可进一步将和DNA紧密结合的蛋白质消化掉。

步骤3.

将预先在冰箱中冷却的医用酒精，沿容器侧面缓缓倒入，此时可见酒精和草莓汁的明显分层现象。在两种液体的交界处，白色的絮状DNA沉淀大量生成，并在浮力的作用下，升至酒精层之上。静置一段时间后，即可用筷子将这些DNA粗提取物分离出来。

△白色絮状物即为粗提取的DNA

原理：

DNA是极性分子，乙醇是非极性分子。根据“相似相溶”的原理，DNA可溶解于水但难溶于乙醇，因此会在高浓度酒精中相互吸附，形成絮状沉淀。将酒精预先冷却，是为了进一步降低DNA的溶解度，获得更多沉淀。

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 科学加客户端

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