DNA提取是一種使用物理和/或化學(xué)過程從樣品中分離出細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)和其他生物成分的技術(shù)。

重要性

獲得DNA的過程對(duì)生物技術(shù)至關(guān)重要。它是廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)，從基礎(chǔ)研究到定期診斷和治療決策。確定DNA的*特性質(zhì)，如其大小、形狀和功能，也需要提取和純化。

1869年，在科學(xué)家Felix Hoppe-Seyler實(shí)驗(yàn)室工作的瑞士醫(yī)生Friedrich Miescher首Chi分離出DNA。他這樣做是為了確定細(xì)胞的化學(xué)組成，他認(rèn)為這是解開細(xì)胞生命基礎(chǔ)的關(guān)鍵。白細(xì)胞或白細(xì)胞是從新鮮手術(shù)繃帶上發(fā)現(xiàn)的膿液中獲得的，并從附近的外科診所收集。

最初，他使用從淋巴結(jié)中提取的淋巴細(xì)胞開始這項(xiàng)研究，但無法獲得足夠的量進(jìn)行檢查。在研究白細(xì)胞的過程中，他發(fā)現(xiàn)一種物質(zhì)在加入酸時(shí)會(huì)沉淀，在加入堿時(shí)會(huì)消散。因?yàn)樗窃诩?xì)胞核中發(fā)現(xiàn)的，所以Mierscher為這種新物質(zhì)選擇了“核蛋白”這個(gè)名字。

經(jīng)過進(jìn)一步的檢查，Miescher發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)的化學(xué)組成與蛋白質(zhì)等已知化合物的化學(xué)組成不同。他假設(shè)它對(duì)細(xì)胞至關(guān)重要，并且參與細(xì)胞分裂。Miescher隨后創(chuàng)造了一種從鮭魚精子中分離核蛋白的技術(shù)。自Miescher時(shí)代以來，對(duì)提取和純化DNA的技術(shù)進(jìn)行了許多改進(jìn)。

從 1950 年代開始，日常實(shí)驗(yàn)室 DNA 提取需要密度梯度離心機(jī)。直到最近，大多數(shù)DNA提取技術(shù)都是復(fù)雜，勞動(dòng)密集型和耗時(shí)的。此外，他們只貢獻(xiàn)了少量的DNA。今天有各種專門的提取技術(shù)。通常，這些是基于列或基于解決方案的。隨著商業(yè)試劑盒的引入和程序的自動(dòng)化，DNA提取得到了顯著改善。這些修飾加速了制造并提高了DNA產(chǎn)量

應(yīng)用

1. 取證

DNA是許多刑事調(diào)查的關(guān)鍵組成部分。可以從頭發(fā)、皮膚或血液等樣本中提取DNA。法醫(yī)團(tuán)隊(duì)經(jīng)常使用DNA來決定是將一個(gè)人作為嫌*人還是將其排除在外。有時(shí)DNA可以確定一個(gè)人的清白或有罪，或者至少可以確定一個(gè)人與謀殺現(xiàn)場的接近程度。

2. 親子鑒定

孩子的親子關(guān)系也可以在DNA提取的幫助下確定。來自可能的父親和孩子的DNA證據(jù)可以支持或反駁一個(gè)人的親子關(guān)系主張，這取決于他們是否想確定他們的親子關(guān)系。

3. 祖先追蹤

DNA提取有助于一個(gè)人識(shí)別他們的直系祖先。在當(dāng)代DNA試劑盒的幫助下，一個(gè)人可以找到他們祖先起源的所有地方，以及任何可能還活著的幸存親戚，甚至他們?nèi)菀子龅降娜魏吾t(yī)療或飲食問題。

4. 診斷

為了正確診斷醫(yī)學(xué)疾病，特別是那些遺傳性疾病，必須提取DNA。常用的例子有唐氏綜合癥、亨廷頓病和囊性纖維化。通過DNA提取鑒定疾病攜帶者是另一個(gè)好處。

5. 基因工程

DNA提取可用于植物和動(dòng)物的遺傳改造。為了定位、分離和提取所需的基因以便在后代植物中復(fù)制，DNA對(duì)植物有幫助。物種DNA提取可用于多種目的，包括克隆和將遺傳物質(zhì)從一種動(dòng)物轉(zhuǎn)移到另一種動(dòng)物。

6. 疫苗接種

疫苗在幫助預(yù)防和控制疾病方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其中一些疫苗可以在DNA的幫助下開發(fā)。DNA疫苗經(jīng)常用于生產(chǎn)許多動(dòng)物疫苗和一些人類疫苗，盡管它們尚未完*被批準(zhǔn)用于人類。例如，DNA提取有助于乙型肝炎疫苗，特別是通過重組DNA。

7. 荷爾蒙

人類的生長發(fā)育依賴于激素。重組DNA技術(shù)通過DNA提取幫助人工激素的開發(fā)。使用DNA提取的激素的兩個(gè)主要例子包括：

1. 人類生長激素： 大量患有多種疾病的人受益于這些激素.人類生長激素， 例如， 有助于治療姜黃綜合征， 腎癌， 和生長相關(guān)疾病.

2. 胰島素：糖尿病患者，尤其是I型糖尿病患者，經(jīng)常需要胰島素。重組DNA有助于胰島素的合成。

如果沒有準(zhǔn)確可靠的DNA提取方法，這些激素的生產(chǎn)是不可能的。研究人員能夠確定可以幫助患有上述各種疾病的人的最佳蛋白質(zhì)。

8. 農(nóng)業(yè)

DNA分離還用于農(nóng)業(yè)，以鑒定作物，農(nóng)藝性狀基因和育種中使用的標(biāo)記。它在植物選擇和生產(chǎn)具有所需性狀的轉(zhuǎn)基因物種方面發(fā)揮著重要作用。生產(chǎn)“黃金大米”背后的主要概念是使用DNA作為性狀修飾的基礎(chǔ)，以增加維生素A（視黃醇）含量。

DNA提取的方法非常詳盡且耗時(shí);因此，為了方便起見，市場上有現(xiàn)成的試劑盒供科學(xué)家使用。

正確的 DNA 提取試劑盒需要高質(zhì)量的 DNA

隨著分子生物學(xué)程序變得更加精細(xì)，DNA提取試劑盒提供高質(zhì)量的DNA至關(guān)重要。高純度DNA和少量雜質(zhì)，尤其是抑制性化學(xué)物質(zhì)，對(duì)于自動(dòng)測序等方法來說是必要的。

DNA結(jié)合培養(yǎng)基對(duì)于成功的DNA提取試劑盒至關(guān)重要。為了提供高產(chǎn)量，培養(yǎng)基必須在相當(dāng)大的表面積上牢固地結(jié)合DNA。為了在洗脫DNA之前，在低鹽緩沖液條件下從結(jié)合培養(yǎng)基中洗脫蛋白質(zhì)、RNA和低分子量分子，DNA結(jié)合培養(yǎng)基還應(yīng)表現(xiàn)出與蛋白質(zhì)和其他分子的弱結(jié)合。

DNA提取試劑盒相對(duì)于傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢

• 快速純化高質(zhì)量DNA

• DNA 已準(zhǔn)備好用于 PCR、測序、克隆和其他下游應(yīng)用

• 去除細(xì)菌DNA和蛋白質(zhì)等污染物

• 從高蛋白培養(yǎng)基（如*好的肉湯 （TB））中有效純化

• 具有成本效益的方案

• 不含苯酚或氯仿等危險(xiǎn)化學(xué)品

• 無需乙醇沉淀

• 臺(tái)式離心或簡單的真空歧管——無需超速離心

其他基因組 DNA 提取試劑盒

使用DNA提取試劑盒獲取基因組DNA需要特定的程序，該過程因來源而異。每種DNA提取試劑盒通常提供針對(duì)常用細(xì)胞和組織類型量身定制的替代細(xì)胞裂解和洗滌方法。環(huán)境樣品通常含有各種污染物，必須消除這些污染物，因?yàn)樗鼈儠?huì)干擾后續(xù)使用。例如，Taq聚合酶和其他酶受到土壤中高濃度腐植酸的抑制。

為了有效地去除細(xì)菌DNA中的腐植酸，需要一種用于從土壤樣品中分離細(xì)菌DNA的DNA提取試劑盒。除基因組DNA外，法醫(yī)檢測還經(jīng)常檢查線粒體DNA（mtDNA）。因此，通過優(yōu)化為法醫(yī)應(yīng)用創(chuàng)建的DNA提取試劑盒，可以提高微小的環(huán)狀mtDNA的產(chǎn)量。法醫(yī)可以通過多種方式從mtDNA中受益。大多數(shù)細(xì)胞只有兩個(gè)核DNA拷貝和數(shù)百個(gè)線粒體基因組拷貝。這意味著在非常小的樣本或經(jīng)歷過變質(zhì)的樣本中獲得具有法醫(yī)價(jià)值的數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)更高。

循環(huán)、無細(xì)胞 DNA 試劑盒

循環(huán)游離DNA（cfDNA）在非侵入性疾病檢測、診斷和監(jiān)測中的臨床價(jià)值具有重要意義。在170個(gè)堿基對(duì)（bp）處，cfDNA的大小分布峰，通常是短DNA片段，有可能用作癌癥和腫瘤以及胎兒DNA研究的篩選工具。由于循環(huán)DNA通常少量存在，因此很難提取它。需要準(zhǔn)確、可靠的技術(shù)來以更高的靈敏度回收不太常見的cfDNA。

DNA在幾個(gè)學(xué)科中具有廣泛的用途。它的廣泛應(yīng)用是詳盡的，說明并證明了它在現(xiàn)代生物學(xué)中的重要性。DNA的發(fā)現(xiàn)對(duì)科學(xué)產(chǎn)生了積極影響，幫助研究人員更多地了解幾種生物體的遺傳學(xué)。從DNA中收集的信息有助于理解流行病學(xué)，最終改善我們的生活質(zhì)量。

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