DNA - deoxyribonucleïnezuur - is een molecule in de kern van een cel die genetische informatie bevat. Het extraheren van DNA omvat een reeks stappen om de cel voorzichtig open te breken, het nucleaire membraan open te breken, het DNA van eiwitten te scheiden en vervolgens uit een oplossing te laten neerslaan. Dit wordt bereikt met behulp van verschillende chemicaliën, gebaseerd op de structuur van membranen, DNA en zijn elektronegativiteit. Natriumchloride of andere natriumbevattende verbindingen worden gebruikt om het DNA te stabiliseren nadat het is ontdaan van zijn eiwitten en helpt bij de neerslag.
De structuur van DNA

De basisstructuur van DNA is twee lang strengen nucleotiden aan elkaar geregen met omringende suikerfosfaat-botten. DNA wordt verder gerangschikt door op zichzelf te draaien en op te rollen, met verschillende eiwitten geassocieerd om de strengen georganiseerd en ontward te houden. In zijn natieve staat is het gedeelte van DNA dat het meest wordt blootgesteld aan de omgeving de suiker-fosfaat ruggengraat. In de cel is die omgeving voornamelijk water; waarin DNA oplosbaar is. Het is oplosbaar in water vanwege de algehele polariteit.
DNA-polariteit

"Polariteit" is een chemieterm die moleculen beschrijft die een ongelijke verdeling van elektrische ladingen bevatten. Volgens Paul Zumbo van Cornell Medical College zijn alle nucleïnezuren polair. In het geval van DNA dragen de sterk polaire fosfaatgroepen op de ruggengraat negatieve ladingen. Deze eigenschap is goed voor de oplosbaarheid in water, omdat water ook polair is. De positieve ladingen van water staan in wisselwerking met de negatieve ladingen van DNA en maken een oplossing. Om DNA te winnen voor verder testen of visualiseren, moet het DNA worden neergeslagen uit een oplossing met water. Omdat water een relatief zwakke positieve lading heeft, wordt dit bereikt door een sterker positief geladen ion in de oplossing te verschaffen. Natrium is hiervoor de perfecte kandidaat.
Neerslag van DNA met behulp van natrium en alcohol

Zodra DNA uit de kern van een cel is verwijderd en zich met water kan vermengen, creëert de introductie van natriumionen een tijdelijke aantrekkingskracht tussen natrium en de ruggengraat. Het DNA wordt tijdelijk geneutraliseerd en vervolgens gemakkelijk van het water gescheiden. In dit stadium dwingt de introductie van een alcohol het DNA en de natriumionen nog sterker te binden, omdat alcohol zeer niet-polair is. Ethanol of isopropylalcohol kan worden gebruikt. Zodra DNA uit het water is losgekoppeld en stevig aan het natrium is gebonden, zal het uit de oplossing neerslaan, waar het kan worden geconcentreerd voor zuivering of gevisualiseerd door het voorzichtig rond een gladde glazen staaf te wikkelen.
Andere stappen in DNA-extractie

Het afbreken van het plasmamembraan en kernmembraan om toegang te krijgen tot DNA uit cellen wordt meestal bereikt door eerst een soort wasmiddel te introduceren om de lipidemoleculen te breken. Een gebruikelijk wasmiddel dat in laboratoria wordt gebruikt, is SDS of natriumdodecylsulfaat; maar voor eenvoudige extracties kan zelfs afwasmiddel worden gebruikt. Als de cellen afkomstig zijn van plantaardig materiaal, worden meestal ook enzymen toegevoegd om de celwand te verteren.