Koude Temperaturen: Lage temperaturen vertragen de afbraak van DNA. DNA-monsters worden vaak opgeslagen in een vriezer bij -20°C voor kortdurende opslag of -80°C voor langdurige opslag. Voor extreem langdurige opslag (jaren tot decennia) wordt DNA soms in vloeibare stikstof (-196°C) bewaard.
Droge Omgeving: DNA blijft langer stabiel als het droog is. Vocht kan leiden tot hydrolyse, een chemisch proces dat de bindingen tussen nucleotiden verbreekt. Om deze reden wordt DNA vaak gedroogd opgeslagen of bewaard in een ethanol-oplossing om vocht te verwijderen.
Neutralisatie van pH: DNA wordt beter bewaard bij een neutrale pH (rond 7). Zure of basische omgevingen kunnen het DNA beschadigen. Daarom wordt vaak een bufferoplossing gebruikt, zoals Tris-EDTA (TE-buffer), die de pH stabiel houdt en het DNA beschermt tegen enzymatische afbraak.
Bescherming tegen UV-straling: UV-licht breekt DNA af, dus DNA-monsters worden bij voorkeur bewaard in het donker, in donkere containers of in een vriezer om blootstelling aan licht te minimaliseren.
Gebruik van Antioxidanten: In sommige gevallen worden antioxidanten toegevoegd om oxidatieve schade aan het DNA te voorkomen. Oxidatie kan het DNA beschadigen, vooral bij langdurige opslag.

Milieus voor DNA-bewaring

Enkele specifieke omgevingen die worden gebruikt om DNA goed te bewaren:
Laboratoriumvriezers (-20°C of -80°C): Voor de meeste laboratoriumtoepassingen wordt DNA bij -20°C of -80°C in speciale vriezers bewaard, vaak in een buffer zoals TE-buffer.
Ethanol-oplossing: DNA kan langdurig in 70-100% ethanol bewaard worden. Dit voorkomt dat het DNA oplost in water, waardoor het droger blijft en minder vatbaar is voor afbraak.
Vloeibare Stikstof (-196°C): Voor de langst mogelijke opslag, bijvoorbeeld bij biobanken, kan DNA bewaard worden in vloeibare stikstof..
Gedroogde Monsters: Voor transport of bij beperkte opslagfaciliteiten kan DNA ook gedroogd worden op filterpapier of speciale dragers, die het DNA stabiel houden bij kamertemperatuur voor korte tot middellange termijn.

In levende cellen

In levende cellen bevindt DNA zich in de celkern (bij eukaryoten) in een specifieke en gecontroleerde omgeving die de stabiliteit en functionaliteit van het DNA behoudt. Dit intracellulaire milieu verschilt sterk van de omgevingen die worden gebruikt voor externe opslag van DNA. Hier zijn de belangrijkste aspecten van het milieu binnen de celkern waarin DNA zich bevindt:
Aqueus (Waterig) Milieu: Het DNA in de celkern is omgeven door een waterige oplossing. Deze oplossing bevat ionen, eiwitten en moleculen die nodig zijn voor de stabiliteit en functie van DNA. Deze omgeving houdt het DNA in zijn natuurlijke, dubbele helixstructuur en helpt bij het behouden van de structuur door constante interacties met andere moleculen.
Bufferende pH: De celkern heeft een licht basische tot neutrale pH, ongeveer rond pH 7,4. Dit helpt bij het stabiliseren van de dubbele helixstructuur van het DNA en voorkomt de afbraak van fosfodiësterbindingen tussen de nucleotiden.
Nucleaire Eiwitten: Specifieke eiwitten, zoals histonen, zijn cruciaal voor het organiseren en beschermen van het DNA in de celkern. Het DNA wikkelt zich om histonen om chromatine te vormen, waardoor het stabieler is en gemakkelijker georganiseerd kan worden in de beperkte ruimte van de kern. Deze eiwitten beschermen het DNA ook tegen chemische beschadiging.
Ionenconcentratie: Bepaalde ionen, zoals magnesiumionen (Mg²⁺), zijn essentieel in de celkern. Ze helpen bij het stabiliseren van de negatieve lading van het DNA-ruggengraat en ondersteunen processen zoals DNA-replicatie en transcriptie door enzymen te activeren die met DNA werken.
Bescherming tegen Enzymen: Hoewel de celkern enzymen bevat voor het repliceren, herstellen en transcriberen van DNA, zijn er ook mechanismen die beschermen tegen overmatige afbraak. DNA-reparatie-enzymen, zoals polymerasen en ligasen, zijn aanwezig om eventuele schade aan het DNA onmiddellijk te herstellen, waardoor het DNA in goede staat blijft.
Beperkte Toegang: De kernmembraan is een dubbele fosfolipidenlaag die het DNA in de celkern fysiek scheidt van het cytoplasma. Deze barrière reguleert de toegang van moleculen en beschermt het DNA tegen schadelijke stoffen in het cytoplasma. Alleen specifieke eiwitten en moleculen die nodig zijn voor genexpressie en replicatie worden toegelaten via de kernporiën.

Samenvattend:

Levend DNA bevindt zich in de celkern in een zorgvuldig gecontroleerd, waterig milieu met een neutrale pH, specifieke ionen, en gespecialiseerde eiwitten zoals histonen. Deze omgeving is ontworpen om het DNA te stabiliseren, beschermen en toegankelijk te maken voor cellulaire processen, terwijl het tegelijkertijd wordt afgeschermd van potentiële schade.