Jak si izolovat DNA doma v kuchyni. Stačí na to jahody a ananas

Myslíte si, že záhadnou zkratku DNA mohou na vlastní oči spatřit jen biologové a detektivové pod mikroskopem? Ukážeme vám zajímavý trik, jak šroubovice DNA oddělit a spatřit je na vlastní oči. A ještě si při tom namícháte sladký alkoholický koktejl.

DNA není jen něco, co se nachází na místech zločinu. Našli byste ji v každém jídle, které jste kdy jedli. V každém organismu, od bakterie až po člověka. Málokdo ji ale někdy viděl na vlastní oči. Díky našemu experimentu si ji můžete sami izolovat a zjistit, jak tento univerzální kód přírody vypadá a chutná.

Ingredience

Co budete potřebovat

• mražené jahody
• ledově vychlazený destilát s alespoň 70 % alkoholu (např. 80% rum Stroh nebo 72% Tatratea)
• čerstvě vymačkanou ananasovou šťávu
• cukr krystal
• samouzavírací sáček
• sítko
• lžičku
• párátko
• 40ml „panák“ na destiláty
• vysokou úzkou sklenici

Přehled ingrediencí

Postup izolace DNA používaný vědci v laboratořích vyžaduje špatně dostupné a zdraví škodlivé chemikálie, jejichž směs se rozhodně nedá považovat za poživatelnou. V našem případě tedy bude nutné mírně improvizovat. Jako zdroj rostlinného materiálu bohatého na DNA nám poslouží zmrazené jahody, potřebnou směs štěpících enzymů zajistí čerstvá ananasová šťáva. A směs fenolu s chloroformem používanou k extrakci nahradí vysokoprocentní destilát. Kompletní seznam pomůcek naleznete v boxíku.

Jak na to: ananas, jahody a alkohol

Pomocí odšťavňovače nebo jemného struhadla a sítka si připravte přibližně 1 dcl čerstvé ananasové šťávy. Můžete použít také čerstvý džus z obchodu. Neměl by však být tepelně ošetřený, neboť během zahřívání dojde ke zničení potřebných enzymů.

Do samouzavíracího sáčku vložte tři roztáté jahody spolu s 80 ml (dvěma panáky) ananasové šťávy a lžičkou cukru. Nyní přichází zábavná část. Směs v uzavřeném sáčku je nutné důkladně mačkat prsty až do úplného rozmělnění jahod. Obsah sáčku nechte několik minut odpočívat při pokojové teplotě, aby enzymy mohly vykonat svou práci a poté jej přeceďte přes jemné sítko do úzké sklenice. K získání většího množství šťávy můžete dužninu v sítku vymačkat lžičkou.

S pomocí lžičky ovocnou šťávu ve sklenici opatrně převrstvěte 40 ml (jedním panákem) ledově vychlazeného vysokoprocentního alkoholu. Během pár okamžiků můžete na rozhraní obou složek spatřit vylučování bílé gelovité sraženiny – vaší vlastnoručně izolované jahodové DNA! Pokud koktejl ponecháte chvíli stát, vyplavou chomáčky DNA díky bublinkám vzduchu k hladině, kde je můžete snadno namotat na párátko a zkonzumovat nebo je uschovat na další experimenty.

Zbytek roztoku stále obsahuje velké množství hodnotného extrakčního činidla. Na rozdíl od jiných chemických experimentů proto tentokrát doporučujeme (dospělým experimentátorům!) směs po promíchání lžičkou vypít.

Na zdraví!

Jak to funguje

Krátce o dlouhé molekule

DNA je zkratka anglického názvu deoxyribonukleové kyseliny. Je to látka, do které se zapisuje genetická informace valné většiny organismů na Zemi (s výjimkou některých nebuněčných, u nichž hraje tuto úlohu RNA). Informace zapsané do DNA tedy předurčuje vývoj a vlastnosti celého organismu (znovu je tu výjimka - některé informace mohou být zakódovány i v „přívěšcích“ na vnějšku DNA, zjistilo se v posledních letech).

Vizualizace dvojité šroubovice DNA

U „vyšších“ organizmů, tedy rostlin a živočichů, se v buňkách nachází hlavně v jádře, u prokaryot (tj. třeba bakterií) se DNA nachází volně v cytoplazmě. DNA může být v buňkách značné množství, třeba plně rozvitá molekula DNA z lidské buňky by měřila více než metr.

Obsah rostlinné buňky je za normálních okolností chráněn před okolním světem dvěma typy bariér – pevnou buněčnou stěnou a lipidickými membránami. Ve zmrzlém ovoci jsou však membrány i buněčná stěna narušeny vznikajícími krystalky ledu. Při rozmačkání dužniny se proto jejich obsah uvolní do okolí. Aby se DNA v jádře buňky nezmotala, je pevně navinutá kolem histonů, bílkovin připomínajících cívku a složená do úhledných balíčků nazývaných chromozomy. Každý chromozom se pak v buňce vyskytuje v několika kopiích. Zatímco člověk se vystačí pouze se dvěma, jahoda jich má díky šlechtění dokonce osm.

Pro uvolnění DNA z chromozomů do roztoku je nezbytné přidat látku rozrušující jejich strukturu. V našem případě využijeme enzym Bromelain (nachází se ve velkém množství v ananasové šťávě.) Patří mezi proteázy, tedy enzymy štěpící bílkoviny. Jeho „žíravých“ schopností si můžete povšimnout během konzumace čerstvého ananasu, který vás po několika soustech začne pálit na jazyku.

Filtrací směsi přes sítko z roztoku odstraníte nerozpustné zbytky buněk a získáte tak průhledný roztok obsahující volnou DNA. Její záporně nabité fosfátové skupiny přitahují kladně nabité konce molekul vody a udržují ji rozpuštěnou ve vodě. Vytěsnění vody roztokem alkoholu způsobí slepení dlouhých vláken DNA k sobě, což se projeví vznikem okem viditelné sraženiny připomínající vatu.

Tento experiment pro vás připravili Jan Havlík a Petr Holzhauser z katedry učitelství a humanitních věd, VŠCHT Praha. Redakčně upraveno.