ในปีค.ศ.1856 เมนเดล (Grebor Johann Menbel) ได้ค้นพบกฎเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายท่าน สนใจศึกษาโครงสร้าง องค์ประกอบ หน้าที่และกระบวนการต่างๆที่เกี่ยวข้องกับยีน ซึ่งในปัจจุบันที่ทราบกันดีว่า องค์ประกอบทางเคมีของยีนก็คือ ดีเอ็นเอ็นเอซึ่งเป็นสารประกอบพวกนิวคลีอิก ดังนั้นการศึกษาเบื้องต้นเรื่องเกี่ยวข้องกับยีน จึงจำเป็นต้องเริ่มต้นด้วยการแยกนิวคลีอิกสองชนิด คือ ดีเอ็นเอ และอาร์เอ็นเอ ในปริมาณ 5 15 เปอร์เซ็นของน้ำหนักเซลล์แห้ง แบคทีเรียจัดเป็นโพรคาริโอที่มีดีเอ็นเอเกลียวคู่รูปวงแหวน ( Circular double stranded DNA ) ดีเอ็นเอที่แยกจากโครโมโซมของแบคทีเรีย Escherichia coli มีขนาดเล็กประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 4.2 ล้านคู่เบส ความยาวประมาณ 1.1 มิลลิเมตร ดีเอ็นเอขดกันเป็นห่วงประมาณ 50 ห่วง ยึดเกาะกับโปรตีน ( scaffold protein ) เกิดเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า นิวคลีออย (nucleoid) ลักษณะดีเอ็นเอเกลียวคู่รูปวงแหวนของแบคทีเรียจะคล้ายคลึงกับดีเอ็นเอที่อยู่ในไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ของสิ่งมีชีวิต พวกยูคาริโอต แต่จะแตกต่างจากดีเอ็นเอที่อยู่ในโครโมโซมซึ่งมีลักษณะเป็นดีเอ็นเอเกลียวคู่สายยาว ( Linear double stranded DNA )
กรดนิวคลิอิกละลายน้ำได้ดีในสภาวะเป็นกลาง(pH7)หรืออ่อน โมเลกุลโดยรวมมีประจุเป็นลบ จาก หมู่ฟอสเฟตที่เป็นองค์ประกอบหนึ่งของกรดนิวคลีอิก ดังนั้นสารละลายดีเอ็นเอในบัฟเฟอร์ที่มี pH 7 จึงมีความหนืดสูงเนื่องจากแรงผลักของประจุลบ ทำให้โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกเหยียดตัวออก ดีเอ็นเอที่มี ประจุลบจับตัวได้ดีกับโปรตีนที่มีประจุบวกมาก เช่น ฮีสโตน นอกจากนี้ดีเอ็นเอยังจับกับสารเคมีที่เป็นไอออนประจุบวก หรือ ในสภาวะที่เป็นด่างแก่พันธะไฮโดรเจนระหว่างดีเอ็นเอสายคู่จะสลายตัวทำให้กรดนิวคลีอิกเสียสภาพธรรมชาติ โดยแยกตัวออกเป็นสายเดี่ยว และในสารละลายบางชนิด ดีเอ็นเอจะไม่สลายตัวและเกิดการเกาะตัวกันเป็นก้อนใหญ่ ทำให้ง่ายแก่การตกตะกอน เช่น แอลกอฮอล์ อะซีโตน และ คลอโรฟอร์ม เป็นต้น
1.
การทำให้เซลล์แตก ด้วยการบดเนื้อเยื่อที่ผ่านการแช่แข็งในไนโตรเจนเหลว ( Liquid
Nitrogen )ให้ละเอียดเป็นผง หรือการย่อยผนังเซลล์ด้วยเอนไซม์ เช่น lysozyme
2. การแยกกรดนิวคลีอิกออกจากโปรตีนที่เกาะอยู่ โดยการทำให้โปรตีนเสียสภาพธรรมชาติ
โดยการเสริมสารซัก ฟอกที่เป็นไอออน ( ionic detergent ) ได้แก่ SDS ( sodium
dodecy sulfate ) ลงในบัฟเฟอร์เพื่อลดแรงดึงดูดระหว่างโปรตีนและกรดนิวคลีอิก
รวมทั้งการตกตะกอนโปรตีนในสภาพที่เป็นด่างแก่ โดยการเติมลารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์
( NaOH )
3. การสกัดแยกโปรตีนออกจากกรดนิวคลีอิกด้วยตัวทำละลายอินทรีย์
สารที่นิยมใช้ คือ ฟีนอลและคลอโรฟอร์ม ซึ่งจะทำให้โปรตีนเสียสภาพธรรมชาติและแยกโปรตีนออกจากไปอยู่ต่างชั้นของสารละลาย
โดยกรดนิวคลีอิกจะละลายอยู่ในชั้นของน้ำส่วนบน โปรตีนและสิ่งเจือปนอื่นๆจะอยู่ระหว่างชั้นน้ำและฟีนอลคลอโรฟอร์ม
4. การตกตะกอนกรดนิวคลีอิกด้วยแอลกอฮอล์ กรดนิวคลีอิกละลายในบัฟเฟอร์เป็นกลางส่วนใหญ่สารละลายท่เป็นกรดหรือ
แอลกอฮอล์ กรดนิวคลีอิกจะไม่ละลายและรวมตัวเป็นกลุ่มขนาดใหญ่มาก อีกทั้งสามารถตกตะกอนออกจากสารละลายซึ่ง
ทำให้มองเห็นด้วยตาเปล่า
5. การเก็บรักษาดีเอ็นเอควรเก็บอยู่ในน้ำบริสุทธิ์ หรือ บัฟเฟอร์ TE (10 mM Tris
HCI , 1 mM EDTA pH 8.0 ) ที่ปลอดเชื้อที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส หรือที่อุณหภูมิ
70 องศาเซลเซียส