back

 DNAの抽出実験

1 目的

 最近は、自然科学の内容、ヒトの体などを取り上げたテレビ番組も多く、生徒からもよく質問を受ける。 その中でも「ヒトの性格って遺伝子によって決まるの?」「遺伝子組み換え作物って体に悪いの?」といった遺伝子に関する話題も多く、 生徒が非常に興味を持っている分野であると感じている。
 生徒の多くは、遺伝子の本体であるDNAに対して、「目で見ることができない小さなもの」「難しいもの」というイメージを持っているようだが、 DNAは簡単に抽出できるので、実際に自分の目で見ることが可能である。
 今回実験に用いたエタノール沈殿法は、DNAが塩水に溶解しやすく、エタノールに溶解しにくいという性質を利用した抽出法である。 鳥レバー、白子、タマネギ、ブロッコリーなど様々な材料からのDNAの抽出が可能であるが、今回は、安価で入手しやすいタマネギを用いることとした。 さらに、タマネギなどの植物細胞はタンパク質含量が小さいため、タンパク質除去をする必要もなく操作が短縮できる。 


2 準備


(図1)実験で使用する材料・器具


(1) 材料
 
タマネギ
 
(2) 器具
ビーカー、ミキサー、台所用洗剤、ガーゼ、メスシリンダー、メスピペット


(3) 薬品
塩化ナトリウム、冷エタノール(予め冷凍庫で冷やしておく)




3 実験手順

(1) タマネギ半個のうち内側の1/2のみを使用する。
 タマネギ、水30mL、台所用洗剤数滴を、30秒から1分間程度ミキサーにかける。


(2) 液をビーカーに移し、5g程度の塩化ナトリウムを加え、ガラス棒で静かに攪拌するとどろっとした状態になる。(図2)


(3) ガーゼを二重にしてろ過する。(図3)


(4) ろ液の約2倍量の冷エタノールをビーカーの壁伝いに静かに注ぐ。(図4)


(図2)塩化ナトリウムを加え撹拌 (図3)ガーゼを用いてろ過 (図4)エタノールを注ぐ



(5) ビーカーを揺するとエタノール層に白くふわふわしたものが浮いてくる。これがDNAである。(図5)

  

(6) ガラス棒でDNAを巻き取る。(図6)
(図5)糸状に浮いているのがDNA (図6)ガラス棒に巻き取られたDNA




 

4 実験上の注意・補足

・DNAは長鎖状であるため、物理的刺激によって切断しやすい。塩化ナトリウムを加えた後は静かに撹拌すること。
 またガラス棒で巻き取る時にも、何回もかき回していると切断され、巻き取ることが出来なくなるので注意が必要である。
・DNAは1〜2Mの塩化ナトリウム溶液に溶解しやすいので、ろ液に対し、この濃度になるように塩化ナトリウムを加える。
・細胞中にはDNA分解酵素が含まれているため、エタノールを加えるまでの操作は手早く行うこと。
・台所用洗剤には界面活性剤が含まれている。これは。細胞膜を破壊する働きとタンパク質を破壊する働きがある。
・ろ紙を用いてろ過を行うと、すぐに目がつまってしまう。  この実験ではガーゼで十分である。
・DNAは低温の方が、エタノールに対する溶解度が小さいため、冷凍庫で冷やしておく。
・エタノールを注ぐと、DNAは比重が小さいため、エタノール層に浮いてくる。タンパク質は比重が大きいため、浮いてこない。

   

5 考察

 この実験を行った生徒たちは、DNAが非常に簡単に抽出できることに驚いており、 「見ることができない小さなもの」「難しいもの」というイメージであったDNAを、 実際に自分の目で見ることができたことに非常に感動していた。
 また、この実験は操作が簡単であるため、50分の授業時間内で余裕を持って行うことができる。 また、この分量で実験を行うと、DNA沈殿の量も多いので見応えがあるが、もっと少ない分量で実験を行うことも可能である。
 最後に、実験レポートの感想を紹介する。
 「すごく楽しい実験でした。はじめ遺伝子(DNA)を取り出すって聞いたときは、「遺伝子(DNA)って何で取り出せるの」って驚きました。 実験してみて、エタノールを入れて置いておいたら遺伝子(DNA)が出てきてすくうのに苦労しました。 遺伝子は糸状でした。今度もしこの実験をやるなら自分の遺伝子(DNA)が見てみたいです。」
 「自分の体にもあんな仕組みがあると思うとちょっと変な感じです。見るのが恐いけど見てみたいです。」
 「DNAが簡単にとれたのがすごかった。」

back