Normalmente, cada molécula de DNA dentro de suas células contém dois filamentos unidos por interações chamadas ligações de hidrogênio. Mudança nas condições, no entanto, pode "desnaturar" o DNA e fazer com que esses fios se separem. Adicionar bases fortes, como NaOH, aumenta drasticamente o pH, diminuindo assim a concentração de íon hidrogênio da solução e desnaturando o DNA de fita dupla.

Efeitos do pH

A concentração de íon de hidróxido e o pH têm uma correlação direta, ou seja, quanto maior o pH, maior a concentração de hidróxido. Da mesma forma, quanto menor a concentração de íons de hidrogênio cai. Em pH alto, então, a solução é rica em íons de hidróxido, e esses íons carregados negativamente podem extrair íons de hidrogênio de moléculas como os pares de bases no DNA. Esse processo interrompe a ligação de hidrogênio que mantém as duas fitas de DNA juntas, fazendo com que elas se separem.

RNA vs. DNA

Ao contrário do RNA, o DNA não possui um grupo hidroxila na posição 2 'em cada grupo de açúcar. Essa diferença torna o DNA muito mais estável em solução alcalina. No RNA, o grupo hidroxila na posição 2 'pode liberar um íon de hidrogênio para a solução em pH alto, criando um íon alcóxido altamente reativo que ataca o grupo fosfato mantendo dois nucleotídeos vizinhos juntos. DNA não sofre com esse defeito e, portanto, goza de notável estabilidade em pH elevado.

Lise alcalina

Biólogos moleculares, muitas vezes fazem uso de desnaturação alcalina para isolar o DNA plasmidial de bactérias. Plasmídeos são pequenas alças de DNA separadas do cromossomo bacteriano. Em um miniprepo de lise alcalina, biólogos adicionam detergente e hidróxido de sódio a bactérias suspensas em solução. O detergente dissolve a membrana celular bacteriana enquanto o hidróxido de sódio aumenta o pH e torna a solução altamente alcalina. À medida que as células quebradas liberam seu conteúdo, o DNA dentro se separa em suas cadeias componentes, ou desnaturas.

Reannealing

Uma vez que o biólogo extrai o DNA da célula, ele adiciona outro reagente para retornar o DNA. solução para um pH mais neutro e precipitar o detergente. A mudança no pH permite que as cadeias do plasmídeo reanimam; o cromossomo volumoso, no entanto, não pode fazer o mesmo, então o biólogo pode removê-lo junto com o detergente, proteínas desnaturadas e outros tipos de lixo, deixando o plasmídeo para trás. A lise alcalina não purifica completamente o DNA plasmidial; ao contrário, serve como uma maneira "rápida e suja" de extraí-lo da célula e remover a maioria dos outros contaminantes.