ดีเอ็นเอคืออะไร?

โครงสร้างและรูปร่างของดีเอ็นเอ

DNA หรือที่รู้จักกันในชื่อกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลซึ่งเป็นกลุ่มอะตอมที่เกาะติดกัน ในกรณีของ DNA อะตอมเหล่านี้จะรวมกันเป็นรูปร่างของบันไดวนยาว เราจะเห็นภาพนี้อย่างชัดเจนเพื่อจดจำรูปร่างของ DNA

หากคุณเคยศึกษาชีววิทยา คุณคงเคยได้ยินมาว่า DNA ทำหน้าที่เป็นพิมพ์เขียวหรือสูตรสำหรับสิ่งมีชีวิต โมเลกุลบนโลกสามารถทำหน้าที่เป็นพิมพ์เขียวของบางสิ่งที่ซับซ้อนและมหัศจรรย์อย่างต้นไม้ สุนัข และมนุษย์ได้อย่างไร นั่นน่าทึ่งจริงๆ

DNA เป็นหนึ่งในแนวทางการสอนขั้นสูงสุด มันซับซ้อนกว่าหนังสือฮาวทูใดๆ ที่คุณเคยใช้ คู่มือการใช้งานทั้งหมดเขียนด้วยโค้ด หากคุณดูโครงสร้างทางเคมีของ DNA อย่างใกล้ชิด ก็จะแสดงให้เห็นองค์ประกอบหลักสี่ประการ เราเรียกเบสไนโตรเจนเหล่านี้: อะดีนีน (A), ไทมีน (T), กวานีน (G) และไซโตซีน (C) DNA ยังรวมถึงน้ำตาลและกลุ่มฟอสเฟต (ประกอบด้วยฟอสฟอรัสและออกซิเจน) สิ่งเหล่านี้ทำให้แกนหลักฟอสเฟต-ดีออกซีไรโบส

หากคุณคิดว่าโครงสร้างของ DNA เป็นบันได ขั้นของบันไดนั้นถูกสร้างขึ้นจากฐานไนโตรเจน ฐานเหล่านี้จับคู่กันเพื่อสร้างบันไดแต่ละขั้น พวกเขายังจับคู่กันในลักษณะเฉพาะเท่านั้น (A) จับคู่กับ (T) เสมอ และ (G) จับคู่กับ (C) เสมอ สิ่งนี้สำคัญมากเมื่อถึงเวลาคัดลอก DNA ทั้งหมดหรือบางส่วน

เพื่อตอบคำถามว่า DNA คืออะไร? DNA เป็นพิมพ์เขียวระดับโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต DNA สร้าง RNA และ RNA สร้างโปรตีน และโปรตีนก็สร้างสิ่งมีชีวิต กระบวนการทั้งหมดนี้ซับซ้อน ซับซ้อน และน่าอัศจรรย์ และมีพื้นฐานทางเคมีทั้งหมดที่สามารถศึกษาและทำความเข้าใจได้

จะแยกชิ้นส่วน DNA ได้อย่างไร

อย่างที่เราบอกไปแล้วว่า DNA สามารถศึกษาและทำความเข้าใจได้ แต่เราจะทำได้อย่างไร? นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้และค้นคว้าและสำรวจพวกมัน ผู้คนใช้เจลอิเล็กโตรโฟเรซิสเพื่อแยก DNA เพื่อการวิจัยเพิ่มเติม เจลอิเล็กโตรโฟรีซิสเป็นเทคนิคที่ใช้ในการแยกชิ้นส่วน DNA (หรือโมเลกุลขนาดใหญ่อื่นๆ เช่น RNA และโปรตีน) ตามขนาดและประจุ อิเล็กโตรโฟเรซิสเกี่ยวข้องกับการจ่ายกระแสผ่านเจลที่มีโมเลกุลที่สนใจ ขึ้นอยู่กับขนาดและประจุ โมเลกุลจะเดินทางผ่านเจลไปในทิศทางที่ต่างกันหรือด้วยความเร็วที่ต่างกัน ทำให้พวกมันแยกออกจากกัน เมื่อใช้อิเล็กโตรโฟรีซิส เราจะเห็นได้ว่ามีชิ้นส่วน DNA ที่แตกต่างกันจำนวนเท่าใดในตัวอย่าง และมีขนาดใหญ่เพียงใดเมื่อสัมพันธ์กัน

หากคุณต้องการทำเจลอิเล็กโตรโฟรีซิส ก่อนอื่นคุณต้องมีอุปกรณ์ทดลองที่เกี่ยวข้อง เซลล์อิเล็กโทรโฟรีซิส (ถัง/ห้อง) และแหล่งจ่ายไฟ รูปภาพต่อไปนี้แสดงเซลล์อิเล็กโทรโฟรีซิสแนวนอน (ถัง/ห้อง) ของแบบจำลองDYCP-31DNและแหล่งจ่ายไฟตรงรุ่นDYY-6Dจาก Beijing Liuyi Biotechnology Co., Ltd สำหรับ DNA gel electrophoresis

เจลอิเล็กโตรโฟเรซิสเกี่ยวข้องกับเจล ซึ่งเป็นวัสดุคล้ายเจลโล่ เจลสำหรับการแยก DNA มักใช้ agarose ซึ่งมาในรูปแบบผงแห้ง เมื่ออะกาโรสถูกให้ความร้อนในบัฟเฟอร์ (น้ำที่มีเกลืออยู่บ้าง) และปล่อยให้เย็น มันจะเกิดเป็นเจลที่แข็งและนุ่มเล็กน้อย ในระดับโมเลกุล เจลคือเมทริกซ์ของโมเลกุลอะกาโรสที่ถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยพันธะไฮโดรเจนและก่อตัวเป็นรูเล็กๆ

ภาพจาก Khan Academy

หลังจากเตรียมเจลแล้ว ให้ใส่เจลลงในตัวถังของเซลล์อิเล็กโทรโฟเรซิส และเทสารละลายบัฟเฟอร์ลงในถังบัฟเฟอร์จนเจลจมอยู่ จากนั้นตัวอย่าง DNA จะถูกบรรจุลงในหลุม (รอยบุ๋ม) ที่ปลายด้านหนึ่งของเจล และใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อดึงพวกมันผ่านเจล ชิ้นส่วน DNA มีประจุลบ ดังนั้นพวกมันจึงเคลื่อนที่เข้าหาขั้วไฟฟ้าบวก เนื่องจากชิ้นส่วน DNA ทั้งหมดมีประจุต่อมวลเท่ากัน ชิ้นส่วนขนาดเล็กจึงเคลื่อนที่ผ่านเจลได้เร็วกว่าชิ้นส่วนขนาดใหญ่ หลังจากดำเนินการเจลอิเล็กโตรโฟเรซิส ชิ้นส่วน DNA จะถูกแยกออกจากกัน และนักวิจัยสามารถตรวจสอบเจลและดูว่ามีสายรัดขนาดใดบ้าง เมื่อเจลถูกย้อมด้วยสีย้อมที่จับกับ DNA และวางไว้ใต้แสงยูวี ชิ้นส่วน DNA จะเรืองแสง ทำให้เรามองเห็น DNA อยู่ในตำแหน่งต่างๆ ตามความยาวของเจล

ยกเว้นเซลล์อิเล็กโตรโฟรีซิส (ถัง/ห้อง) และอุปกรณ์จ่ายไฟ บริษัท Beijing Liuyi Biotechnology Co., Ltd ยังให้บริการเครื่องฉายรังสี UV ซึ่งสามารถสังเกตและถ่ายภาพโปรตีนและเจลอิเล็กโทรโฟรีซิส DNA ได้ โมเดลWD-9403Bเป็นเครื่องฉายรังสี UV แบบพกพาสำหรับการสังเกตเจล DNA electrophoresis โมเดลWD-9403Fสามารถสังเกตถ่ายภาพได้ทั้งโปรตีนและดีเอ็นเอเจล