Ordinairement, chaque molécule d'ADN dans les cellules contient deux brins joints ensemble par des interactions dites liaisons hydrogène. Modification des conditions peut cependant "dénaturer" l'ADN et de provoquer ces brins à se séparer. En ajoutant des bases fortes, comme le NaOH, le pH augmente considérablement, diminuant ainsi la concentration en ions hydrogène de la solution et dénaturant l'ADN double brin.
Les effets du pH
La concentration d'ion hydroxyde et à un pH ont une corrélation directe, ce qui signifie plus le pH est élevé, plus la concentration de l'hydroxyde. De même, plus la concentration en ions hydrogène diminue. A pH élevé, alors, la solution est riche en ions hydroxyde, et ces ions chargés négativement peut tirer des ions d'hydrogène hors de molécules comme les paires de bases dans l'ADN. Ce procédé perturbe la liaison hydrogène qui maintient les deux brins d'ADN ensemble, les obligeant à se séparent.
ARN par rapport à l'ADN
A la différence de l'ARN, l'ADN n'a pas de groupe hydroxyle sur la position 2 'dans chacun des groupes de sucre. Cette différence permet d'ADN beaucoup plus stable dans une solution alcaline. Dans l'ARN, le groupe hydroxyle en position 2 'peut donner un ion hydrogène à la solution à un pH élevé, ce qui crée un ion alcoxyde hautement réactif qui attaque le groupe phosphate contenant deux nucléotides voisins ensemble. ADN ne souffre pas de ce défaut et bénéficie donc d'une remarquable stabilité à pH élevé.
lyse alcaline
Les biologistes moléculaires font souvent appel à une dénaturation alcaline pour isoler l'ADN plasmidique à partir de bactéries. Les plasmides sont de petites boucles d'ADN distincts du chromosome bactérien. Dans une lyse alcaline miniprep, les biologistes ajoute du détergent et de l'hydroxyde de sodium à des bactéries en suspension dans la solution. Le détergent dissout la membrane cellulaire bactérienne tandis que l'hydroxyde de sodium augmente le pH et rend la solution fortement alcaline. Comme les cellules rompues libèrent leur contenu, l'ADN se sépare à l'intérieur dans ses brins constitutifs ou dénature.
renaturation
Une fois que le biologiste extrait l'ADN de la cellule, il ajoute un réactif pour renvoyer la solution à un pH plus neutre et précipiter le détergent. Le changement de pH permet aux brins du plasmide à se réanneler; le chromosome volumineux, cependant, ne peut pas faire la même chose, de sorte que le biologiste peut la retirer avec le détergent, les protéines dénaturées et autres cochonneries assortis, laissant le plasmide derrière. la lyse alcaline ne purifie pas complètement l'ADN plasmidique; plutôt, il sert comme un moyen «rapide et sale" pour l'extraire de la cellule et de supprimer la plupart des autres contaminants.