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일반적으로 세포 내부의 각 DNA 분자에는 수소 결합이라는 상호 작용에 의해 함께 연결된 두 가닥이 포함되어 있습니다. 그러나 조건의 변화는 DNA를 "변성"시켜 이들 가닥을 분리시킬 수 있습니다. NaOH와 같은 강한 염기를 첨가하면 pH가 급격히 증가하여 용액의 수소 이온 농도가 감소하고 이중 가닥 DNA가 변성됩니다.
pH의 영향
수산화물 이온 농도와 pH는 직접적인 상관 관계를 가지므로 pH가 높을수록 수산화물 농도가 높아집니다. 마찬가지로, 수소 이온 농도가 낮을수록 떨어진다. 높은 pH에서, 용액은 수산화물 이온이 풍부하고, 이들 음전하 이온은 DNA의 염기쌍과 같은 분자로부터 수소 이온을 끌어낼 수있다. 이 과정은 두 DNA 가닥을 함께 유지하는 수소 결합을 방해하여 분리시킵니다.
RNA 대 DNA
RNA와 달리 DNA에는 각 당 그룹의 2 위치에 하이드 록실 그룹이 없습니다. 이 차이는 알칼리성 용액에서 DNA를 훨씬 더 안정적으로 만듭니다. RNA에서, 2 위치의 하이드 록실 그룹은 높은 pH에서 용액에 수소 이온을 줄 수있어, 2 개의 이웃하는 뉴클레오티드를 함께 보유하는 포스페이트 그룹을 공격하는 고 반응성 알콕시 드 이온을 생성 할 수있다. DNA는 이러한 결함을 겪지 않으므로 높은 pH에서 놀라운 안정성을 누립니다.
알칼리 용해
분자 생물 학자들은 종종 박테리아로부터 플라스미드 DNA를 분리하기 위해 알칼리성 변성을 사용합니다. 플라스미드는 박테리아 염색체와 별개의 작은 DNA 루프입니다. 알칼리 용해 미니 프렙에서 생물학자는 용액에 현탁 된 박테리아에 세제와 수산화 나트륨을 첨가합니다. 세제는 박테리아 세포막을 녹이고 수산화 나트륨은 pH를 높이고 용액을 알칼리성으로 만듭니다. 부서진 세포가 내용물을 방출함에 따라 내부의 DNA는 구성 요소 가닥으로 변성되거나 변성됩니다.
재 어닐링
생물학자가 세포에서 DNA를 추출하면 다른 시약을 추가하여 용액을 더 중성 인 pH로 되돌리고 세제를 침전시킵니다. pH의 변화는 플라스미드 가닥이 다시 어닐링되도록한다; 그러나 부피가 큰 염색체는 똑같이 할 수 없으므로 생물학자는 세제, 변성 단백질 및 기타 여러 가지 정크와 함께 제거하여 플라스미드를 남겨 둡니다. 알칼리 용해는 플라스미드 DNA를 완전히 정제하지 못한다; 오히려, 세포에서 세포를 추출하고 다른 대부분의 오염 물질을 제거하는 "빠르고 더러운"방법으로 작용합니다.