Extraire l'ADN d'une fraise, d'un kiwi ou d'une banane

Extraire l'ADN d'une fraise, d'un kiwi ou d'une banane
Par , le (édité le 30/11/2014)

Ce qu'il te faut

  • Quelques fraises
  • Liquide vaisselle
  • Sel de table non iodé
  • Isopropanol (alcool isopropylique)
  • Un sac congélation
  • Un filtre à café, un mouchoir ou du sopalin
  • Un petit verre ou petit pot en verre
  • Un verre gradué d'au moins 0,5 L
  • Une petite cuillère
  • Une grande cuillère
  • Des cure-dents

Introduction

Cette expérience montre comment extraire les molécules d'ADN de végétaux (fruits ou légumes). L'ADN se sépare du reste du fruit par précipitation et apparait sous la forme de filaments blancs. L'expérience est détaillée pour des fraises (car elles contiennent beaucoup d'ADN), mais d'autres fruits ou légumes peuvent également être testés avec le même protocole.

ADN de banane
ADN de banane. Différents fruits et légumes peuvent être utilisés dans cette expérience.

À propos de l'isopropanol

L'isopropanol (également appelé alcool isopropylique) est un alcool que l'on trouve dans certaines pharmacies comme désinfectant. Il faut qu'il soit assez concentré (90% en volume au moins). Si tu ne trouves pas d'isopropanol, l'expérience marche aussi avec de l'alcool à bruler (éthanol), à condition qu'il soit très concentré: au moins 95 % vol.


Expérience

Avant de commencer

  • Place l'isopropanol (ou l'éthanol) au congélateur.

Préparation de la solution d'extraction

  • Dans le verre gradué, verse trois cuillères à soupe de liquide vaisselle.

  • Ajoute une cuillère à café de sel.

  • Complète jusqu'à 0,5 L avec de l'eau.

  • Mélange jusqu'à dissolution totale du sel. Évite de faire trop de mousse.

Préparation de la solution d'extraction
Préparation de la solution d'extraction

Préparation des fraises

  • Enferme quatre grosses fraises (ou huit petites) dans le sac congélation.

  • Avec les mains écrase les fraises à travers le sac pendant une minute. Il ne doit plus rester de morceaux.

Mixage des fraises
Mixage des fraises

Extraction de l'ADN de fraises

  • Ajoute deux cuillères à soupe de la solution d'extraction dans le sac congélation.

  • Referme le sac et mélange son contenu en pressant le sac avec les mains. Évite encore de faire trop de bulles.

Extraction de l'ADN de fraises dans le sac congélation
Extraction de l'ADN de fraises dans le sac congélation
  • Place le filtre dans le petit verre ou pot en verre.

  • Verse dans le filtre un peu de solution de fraises du sac congélation.

  • Attends quelques minutes pour obtenir une hauteur d'au moins un centimètre de liquide filtré.

Filtrage de la solution d'ADN de fraises
Filtrage de la solution d'ADN de fraises

Dans ce liquide se trouve dissout de l'ADN de fraises, mais aussi d'autres produits comme des protéines. Il faut séparer l'ADN du reste.

  • Sors l'alcool du congélateur et verse très délicatement un centimètre d'alcool dans la solution filtrée. L'alcool doit former une phase incolore distincte du reste de la solution (qui est couleur fraise).

  • Laisse reposer la solution pendant cinq minutes. Tu devrais voir apparaitre à l'interface entre les deux phases une zone opaque et blanche formée de filaments. C'est de l'ADN qui précipite (se solidifie) en passant de la phase aqueuse (eau savonneuse) dans la phase d'alcool juste au dessus.

Séparation de l'ADN de la solution d'extraction
Séparation de l'ADN de la solution précédente. La phase rouge du dessous est la solution de fraises filtrée précédemment. La phase incolore du dessus est l'alcool isopropylique. Entre les deux phases, il apparait au bout de quelques minutes une zone blanchâtre: C'est de l'ADN qui précipite dans la phase d'alcool.
  • Avec un cure-dent, attrape l'ADN blanc. Tu peux le faire remonter à la surface et même le sortir du verre car l'ADN a une apparence gélatineuse.

ADN flottant dans la phase d'alcool isopropylique
ADN flottant dans la phase d'alcool isopropylique
Gel d'ADN de fraises
Gel d'ADN de fraises
  • Si tu veux conserver ton ADN de fraises. Place-le dans une fiole d'isopropanol.


Explications

À propos des différentes étapes

Les fraises sont constituées de cellules dans lesquelles l'ADN est enfermé. Pour extraire l'ADN, la première étape est donc de casser les membranes cellulaires pour libérer l'ADN dans la solution. C'est le rôle du liquide vaisselle. En effet, les membranes sont faites de deux couches de molécules de phospholipides (avec une tête hydrophile, et une queue hydrophobe). Ces molécules peuvent être dissoutes dans une solution savonneuse, cassant ainsi les cellules.

Une fois libéré, l'ADN se trouve dissout dans l'eau. Une technique d'extraction classique en chimie est la précipitation. Cette technique consiste à rajouter un ingrédient à la solution contenant les molécules à extraire. Si le nouvel ingrédient est bien choisi, sa dissolution va rendre la solution moins favorable aux molécules à extraire et celles-ci vont préférer former une nouvelle phase solide. Ici, la méthode est un peu plus complexe. Le nouvel ingrédient est l'isopropanol froid, et l'ADN préfère précipiter sous forme solide dans ce liquide. Le problème est qu'il faut que l'isopropanol soit très pur. Il n'est donc pas possible de le diluer dans la solution de fraises contenant l'ADN, auquel cas, l'ADN resterait dissout dans le mélange d'eau savonneuse et d'alcool. Pour maintenir l'isopropanol pur, il est versé dans le récipient de manière à ne pas se mélanger au reste de la solution. Les molécules d'ADN qui se déplacent de la phase d'eau savonneuse vers la phase d'alcool vont alors précipiter en formant des filaments blancs qui vont rester stables dans l'isopropanol pur.

Le sel joue deux rôles dans l'extraction:

  • Il favorise le détachement des protéines accrochées à l'ADN.

  • Il rend la phase d'eau savonneuse plus favorable aux protéines que la phase d'alcool. Ainsi, seul l'ADN précipite dans la phase d'alcool.


Pourquoi peut-on voir l'ADN?

Une molécule d'ADN est une longue chaine de groupes moléculaires appelés nucléotides. Quatre nucléotides sont possibles et sont communément nommés A, C, G et T. Une molécule d'ADN peut donc être représentée par une chaine de lettres telle que AGTATATTAGTGCTAATTTCCCTCCGTTTGTCCTAGCTTTTCTCTTCTGT... (une séquence complète contient plusieurs milliers de nucléotides). Bien qu'une molécule d'ADN soit très longue, elle est trop petite pour être visible à l'œil nu. Cependant, quand de nombreuses molécules d'ADN (provenant des nombreuses cellules initiales des fraises) précipitent, elles se regroupent et forme des structures solides suffisamment grandes pour être vues: ce sont les filaments blancs.


Autres expériences

Tu peux réessayer l'expérience plusieurs fois en essayant de changer les ingrédients ou leurs quantités pour voir dans quels cas il est possible de précipiter de l'ADN. En particulier, tu peux changer de fruits ou légumes et déterminer qualitativement quels végétaux contiennent le plus d'ADN.