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Los ácidos nucleicos, el ADN y ARN reciben su nombre del hecho de ser moléculas con características acídicas (como la carga negativa en soluciones acuosas) y haberse localizado inicialmente en el núcleo celular, aunque ahora se sabe que también se encuentran en la mitocondria. Para su estudio los ácidos nucleicos deben aislarse del resto de los componentes celulares, como lípidos y proteínas, más abundantes que los ácidos nucleicos. Asimismo, dependiendo del objeto de estudio debe aislarse de preferencia el ADN o ARN; así, para estudios de niveles de expresión génica se extraerá ARN, mientras que para la búsqueda de modificaciones o alteraciones génicas, ADN.
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Consideraciones para la extracción de ácidos nucleicos
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La molécula de ADN con independencia de la estabilidad química dada por su estructura helicoidal, es físicamente frágil, por ser larga, tortuosa y con un peso molecular alto, lo que provoca que se someta a fuerzas hidrodinámicas que la disgregan. En solución, el ADN de doble cadena (ADNds) se comporta como una estructura rígida enrollada de forma aleatoria, regida por las repulsiones electrostáticas de las pares de bases y el esqueleto de fosfatos cargados negativamente. Al pipetear, agitar o revolver el ADN se genera un flujo hidrodinámico que puede separar las dos cadenas de ADN; entre más larga la molécula, más débil la fuerza requerida para esta rotura. Por ello, obtener fragmentos de ADN genómico es fácil, pero conforme se requieran tamaños moleculares elevados (> 150 kb) la técnica se dificulta. Los fragmentos de ADN generalmente obtenidos por las técnicas de extracción de ADN oscilan entre 100 y 150 kb y son adecuados para Southern blot, reacción en cadena de la polimerasa (PCR), electroforesis y construcción de bibliotecas genómicas.
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Elección del método de extracción
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La extracción de ácidos nucleicos es el primer paso para la mayoría de los estudios en biología molecular y para las técnicas del ADN recombinante. En la actualidad, se dispone de múltiples metodologías de extracción, lo que permite que los biólogos moleculares puedan seleccionar la técnica que más se ajuste a sus necesidades. La elección del método de extracción suele realizarse en función de los siguientes criterios:
Tipo de ácido nucleico que se va a extraer: ADN de cadena sencilla (ADNss), DNAds, ARN total, ARN mensajero (ARNm) o ARN ribosomal (ARNr).
Organismo origen del ácido nucleico: mamíferos, plantas, procariotes o virus.
Fuente del ácido nucleico: cultivo celular, tejido (generalmente biopsia), sangre (leucocitos), expectoración, suero, orina, líquido cefalorraquídeo, etcétera.
Técnica en que se utilizará el ácido nucleico extraído: según el uso que vaya a tener el ácido nucleico los requerimientos de rendimiento, pureza y tiempo de extracción variarán acorde a la metodología que se vaya a aplicar, como retrotranscripción, PCR, clonación, Northern blot, Southern blot, etcétera).
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En el área médica, el ADN genómico suele extraerse para su uso en procesos como una PCR cualitativa o Southern blot, para diagnóstico, determinación de variantes ...