細胞からのDNAは、分子クローニングなど、多くのバイオテクノロジーや研究に必要です。細胞からDNAを取り出して精製するために、研究者はさまざまなDNA抽出法を用いています。プロトコルの詳細は異なるかもしれないですが、DNA抽出のプロセスにはいくつかの一般的な概念があります。

プロセス

まず、DNAを溶液中に放出するために、細胞を溶解させる必要があります。細胞は、ホモジナイザー、ソニケーター、ビーズビーターなどの機器を使って物理的に溶解させることができます。これらの機器は、細胞を粉砕するか、またはその他の方法で力を加えて細胞を開きます。溶解の際には、洗剤などの物質を加えて、脂質ベースの細胞膜を化学的に破壊し、核や細胞からDNAを放出させることが多いです。遠心分離機で回転させると、細胞の破片が底に沈み、細胞物質を含んだライセート（溶解液）が回収され、さらに処理されます。

その後、DNAをRNAやタンパク質などの他の細胞分子と分離する必要があります。そのため、RNAやタンパク質を分解するために、RNaseやProteinase Kなどの酵素を溶解中または溶解後に添加することが多いです。また、DNAとタンパク質を分離するために、フェノールやクロロホルムなどの有機溶媒を使用することもあります。一般的には、サンプルをフェノール・クロロホルムでボルテックスした後、遠心分離してチューブ内の水相と有機相を分離します。その後、DNAを含む水相をピペッティングして取り除き、有機相にタンパク質を残します。

DNAの抽出時には、DNAを安定させ、溶液からの沈殿を助けるために塩を加えることがよくあります。DNAを沈殿させる標準的な方法は、エタノールやイソプロパノールなどの氷で冷やしたアルコールをサンプルに加えることです。これにより、DNAはチューブ内の液体の中で白濁した沈殿物を形成します。

このサンプルを遠心分離機にかけると、DNAの沈殿物がチューブの底に集まり、ペレットとなります。最後の洗浄の後、ペレットを再び緩衝液に懸濁させると、精製されたDNAの水溶液となり、研究やバイオテクノロジーに利用できます。