Изучение метода выделения ДНК из биологического материала в условиях школьной лаборатории

Актуальность

На уроках по химии детали структуры ДНК разбираются с точки зрения теории строения органических веществ. При изучении столь важного материала темы «Экстракция ДНК» в курсе школьной программы не хватает наглядности, а причина этому – сложность изучаемого материала. Научные методы, позволяющие выделять ДНК, слишком трудны как в техническом, так и в теоретическом плане. В условиях школьной лаборатории необходимо находить оптимальные условия для проведения данной работы.

Цель

Реализовать простой и доступный метод выделения ДНК из биологического материала в условиях школьной лаборатории.

Задачи

1. Изучить литературу по теме исследования.

2. Выделить ДНК из различных биологических объектов.

3. Сравнить результаты выделения ДНК по различным методикам.

4. Определить лучший детергент для выделения ДНК.

5. Окрасить молекулы ДНК.

6. Отработать метод выделения ДНК из клеток.

7. Показать, что выделение ДНК возможно в условиях школьной лаборатории без использования дорогостоящих реактивов и оборудования.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Лабораторная посуда

• Микроскоп лаборатории «Архимед»

• Ткани растительного и животного происхождения
• Моющее средство «АОS»

• Ферментное средство «Панкреатин»

• Блендер

Описание

На первом этапе автором работы были изучены литературные источники по теме исследования.

Выделение ДНК проводилось из клеток банана, яблока и слизистой оболочки полости рта.

В качестве детергента (вещества, разрушающего липидные мембраны клеток и липидную мембрану клеточного ядра) использовалось жидкое моющее средство «АОS» и ферментное средство «Панкреатин». От белков, окружающих ДНК, освобождались, используя свежий сок ананаса, который содержит вещество бромелаин – протеолитический фермент, имеющийся у растений семейства бромелиевых, в частности у ананаса. Молекулы ДНК из водного раствора выделяли этиловым спиртом.

Фрукты тщательно измельчили до однородного состояния с помощью блендера. Затем добавили холодный буферный раствор, детергент и тщательного перемешали в течение 3 минут. Полученный раствор, содержащий ДНК, отфильтровали через марлю и добавили окрашенный пищевыми красителями и охлаждённый 95%-й этиловый спирт. В результате на поверхности раздела двух жидкостей начинали образовываться нити ДНК, между которыми были видны пузырьки воздуха.

Результаты с продуктами растительного происхождения

Постепенно молекул ДНК становилось больше, и они стали подниматься вверх.

Аналогичные действия провели с объектами исследования и другими детергентами.

Далее сравнили полученные объёмы и состояние молекул ДНК.

Результаты

1. В результате работы была выделена ДНК из клеток яблока, банана и клеток слизистой оболочки ротовой полости человека.

2.Лучшим растительным объектом для получения ДНК является банан.

3.Лучшим детергентом для получения ДНК из растительных клеток является моющее средство «АОS»

4.Лучшим детергентом для получения ДНК из животных клеток является ферментативное средство «Панкреатин».
5. Окрашивание ДНК происходит при добавлении спирта, уже содержащего краситель.

Выводы

1. Выделение ДНК эукариотических клеток возможно в условиях школьной лаборатории без использования дорогостоящих реактивов и оборудования.

2. Метод выделения ДНК может быть относительно простым, хорошо воспроизводимым и при этом давать возможность быстрого получения достаточного количества удовлетворительно очищенных препаратов ДНК.

Перспективы использования результатов работы

Апробированный метод экстракции ДНК можно использовать на уроках химии и биологии при изучении данной темы.

Сотрудничество с вузом при создании работы

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Мнение автора

«От души благодарю организаторов научно-практической конференции «Старт в медицину», поскольку она открывает новые возможности для самосовершенствования, даёт толчок для саморазвития»