Нуклеиновые кислоты являются составной частью сложных белков – нуклеопротеинов, содержащихся во всех клетках животных, бактерий, вирусов, растений. Нуклеиновые кислоты обладают сильно выраженными кислыми свойствами (обусловлены остатками ортофосфорной кислоты в их составе) и при физиологических значениях рН несут отрицательный заряд. Этим объясняется одно из важных свойств нуклеиновых кислот – способность к взаимодействию по типу ионной связи с основными белками (гистонами), ионами металлов (преимущественно с Mg2+), а также с полиаминами. Поэтому для выделения нуклеиновых кислот из комплексов с белками необходимо, прежде всего, разрушить эти сильные и многочисленные электростатические связи между положительно заряженными молекулами белков и отрицательно заряженными молекулами нуклеиновых кислот. Для этого измельченный путем гомогенизации биоматериал обрабатывают крепкими солевыми растворами (10% раствор хлорида натрия) с последующим осаждением нуклеиновых кислот этанолом. В настоящее время для выделения нуклеиновых кислот в нативном состоянии пользуются более «мягким» фенольным методом, основанным на обработке нейтрального забуференного раствора нуклеопротеинов фенолом. Обычно эту процедуру проводят в присутствии веществ, вызывающих денатурацию белкового компонента, например додецилсульфата (ДСН) или салицилата натрия, затем смесь подвергают центрифугированию. При этом денатурированный белок попадает в фенольную фазу, а нуклеиновые кислоты остаются в водной среде, из которой их осаждают на холоде добавлением 2–3 объемов этанола. Этим методом удается получить очищенные препараты нуклеиновых кислот.

Крайне удобным является метод выделения нуклеиновых кислот, предложенный Boom с соав-торами . Этот метод включает в себя стадию лизиса клеток сильным хаотропным агентом, ко-торый разрушает клеточные мембраны и инакти-вирует внутриклеточные РНКазы, и последующую сорбцию нуклеиновой кислоты на носителе (стек-лянные бусы, диатомовая земля, стеклянное "мо-локо"и т.д.). Нуклеиновая кислота обратимо свя-зывается со стеклом в присутствии высокой кон-центрации хаотропных солей (например, гуанидин хлорида, гуанидин тиоцианата). В таких условиях связывания белков с матрицей не происходит. Хаотропные соединения представляют собой ве-щества, нарушающие упорядоченную структуру воды и тем самым приводящие мембраны в со-стояние хаоса (например, мочевина, йодид на-трия). Таким образом, помимо связывания, хао-тропные агенты обеспечивают разрушение кле-точных мембран и лизис клеток с последующим выходом нуклеиновой кислоты. После получения нуклеиновых кислот в чистом виде их подвергают гидролизу для изучения химического состава. Для этих целей используют ферментативные методы (экзо- и эндонуклеазы), а также чисто химические методы гидролиза, в частности нагревание нуклеиновых кислот с хлорной кислотой. Примеси отмываются хаотропной солью, а хаотропная соль —80% этанолом. Очищенная нуклеиновая кислотаснимается со стекла буфером с низкой ионной силой.

Для автоматического выделения нуклеиновых кислот используются магнитные частицы со стеклянным покрытием [20]. Нуклеиновая кислота связывается со стеклянной поверхностью, затем связанная с частицами она проходит те же стадии экстракционного процесса, что и в методике Boom: после серии отмывок в пробе остается нук-леиновая кислота, сорбированная на носителе, с которого она легко снимается с помощью элюи-рующего буфера. Метод удобен, технологичен и пригоден для подготовки образца к амплифика-ции, его можно воспроизвести на роботизирован-ных пипеттирующих рабочих станциях. Однако возможны потери продукта вследствие необрати-мой сорбции на носителе, а также в процессе мно-гочисленных отмывок.

В настоящее время применяют ряд усовершенствованных методов разделения нуклеиновых кислот на фракции из суммарного препарата, полученного описанным методом. Это, прежде всего, хроматография на геле фосфата кальция, ионообменная хроматография (в качестве адсорбентов используют ДЭАЭ-целлюлозу, ДЭАЭ-сефадекс и др.), ультрацентрифугирование в градиенте плотности сахарозы, хроматография по сродству на белковых носителях, фильтрация через гели агарозы и сефарозы, гель-электрофорез и др.

Гель-электрофорез.

это аналитический метод, применяемый для разделения фрагментов ДНК по размеру(длине). Силы электрического поля, прикладываемого к образцам, заставляют фрагменты ДНК мигрироватьчерез гель. Сахарофосфатный остов молекул ДНК заряжен отрицательно и поэтому цепи ДНК двигаются от катода, заряженного отрицательно, к положительному аноду. Более длинные молекулы мигрируют медленнее, так как задерживаются в геле, более короткие молекулы двигаются быстрее.

После разделения (иногда краситель вносят в расплавленную агарозу) фрагменты ДНК разной длинывизуализируют при помощи флюоресцентных красителей, специфично взаимодействующих с ДНК, например, агарозные гели обычно красят бромистым этидием, который интеркалирует между азотистыми основаниямидуплекса и флюоресцирует в УФ-лучах.

Определение размеров производят путем сравнения коммерчески доступных фрагментов ДНК (DNA ladder, "линейка"), содержащий линейные фрагменты ДНК известной длины.

Для ДНК электрофорезов обычно используют агарозные (для относительно длинных молекул ДНК) и полиакриламидные (для высокого разрешения коротких молекул ДНК, например, в случае секвенирования) гели.

САУЗЕРН - метод, применяемый в молекулярной биологии для выявления определённой последовательности ДНК в образце. Метод Саузерн-блоттинга сочетает электрофорез в агарозном геле для фракционирования ДНК с методами переноса разделённой по длине ДНК на мембранный фильтр для гибридизации. Молекулы ДНК разгоняют в агарозном геле электрофорезом. ДНК в геле денатурируют щелочью. Щелочь нейтрализуют и пластину геля покрывают листом нитроцеллюлозы. Сверху на нитроцеллюлозу помещают стопку листов фильтровальной бумаги, обеспечивая медленный ток буферного раствора через гель в направлении, перпендикулярном направлению электрофореза. ДНК диффундирует из геля и связывается с нитроцеллюлозным фильтром. После прогревания фильтра при 80о С в вакууме ДНК необратимо связывается с нитроцеллюлозой. Расположение полос иммобилизованной ДНК точно соответствует их расположению в геле. ДНК,  связанную  с  нитроцеллюлозным  фильтром,  можно  гибридизовать  с радиоактивно меченой ДНК. Блоттинг по Саузерну является полезным и для локализации изучаемых генов в определенных фрагментах, полученных в результате гидролиза различными рестриктазами гибридных молекул ДНК, хромосомной ДНК и т. д. Аналогичным методом на нитроцеллюлозу переносят молекулы РНК (Северный блоттинг). Основным отличием метода нозерн-блот от Саузерн-блот является то, что определяемым субстратом является не ДНК, а РНК. Это обуславливает различия в методике — вместо нитроцеллюлозного используется фильтр из диазобензилоксиметил-целлюлозы, в качестве зондов используют комплементарные молекулы ДНК и т. д.