Isi
Biasanya setiap molekul DNA di dalam sel Anda mengandung dua untai yang disatukan oleh interaksi yang disebut ikatan hidrogen. Namun, perubahan kondisi dapat "mendenaturasikan" DNA dan menyebabkan untaian ini terpisah. Menambahkan basa kuat, seperti NaOH, secara dramatis meningkatkan pH, sehingga mengurangi konsentrasi ion hidrogen dari larutan dan mendenaturasi DNA beruntai ganda.
Efek pH
Konsentrasi dan pH ion hidroksida memiliki korelasi langsung, yang berarti semakin tinggi pH, semakin tinggi pula konsentrasi hidroksida. Demikian juga, semakin rendah konsentrasi ion hidrogen turun. Maka pada pH tinggi, solusinya kaya akan ion hidroksida, dan ion yang bermuatan negatif ini dapat menarik ion hidrogen dari molekul seperti pasangan basa dalam DNA. Proses ini mengganggu ikatan hidrogen yang mengikat kedua untai DNA, menyebabkan mereka terpisah.
RNA vs DNA
Tidak seperti RNA, DNA tidak memiliki gugus hidroksil pada posisi 2 di setiap kelompok gula. Perbedaan ini membuat DNA jauh lebih stabil dalam larutan alkali. Dalam RNA, gugus hidroksil pada posisi 2 dapat melepaskan ion hidrogen ke larutan pada pH tinggi, menciptakan ion alkoksida yang sangat reaktif yang menyerang gugus fosfat yang menyatukan dua nukleotida yang berdekatan. DNA tidak menderita cacat ini dan karenanya menikmati stabilitas luar biasa pada pH tinggi.
Lisis Alkali
Ahli biologi molekuler sering menggunakan denaturasi alkali untuk mengisolasi DNA plasmid dari bakteri. Plasmid adalah loop kecil DNA yang terpisah dari kromosom bakteri. Dalam miniprep lisis alkali, ahli biologi menambahkan deterjen dan natrium hidroksida ke bakteri yang tersuspensi dalam larutan. Deterjen melarutkan membran sel bakteri sementara natrium hidroksida meningkatkan pH dan membuat larutan menjadi sangat basa. Ketika sel-sel yang rusak melepaskan isinya, DNA di dalamnya terpisah menjadi untaian komponennya, atau denatures.
Reannealing
Setelah ahli biologi mengekstraksi DNA dari sel, ia menambahkan reagen lain untuk mengembalikan larutan ke pH yang lebih netral dan mengendapkan deterjen. Perubahan pH memungkinkan untaian plasmid untuk reanneal; kromosom besar, bagaimanapun, tidak dapat melakukan hal yang sama, sehingga ahli biologi dapat menghapusnya bersama dengan deterjen, protein terdenaturasi dan sampah berbagai macam lainnya, meninggalkan plasmid di belakang. Lisis alkali tidak sepenuhnya memurnikan DNA plasmid; melainkan berfungsi sebagai cara "cepat dan kotor" untuk mengekstraknya dari sel dan menghilangkan sebagian besar kontaminan lainnya.