Die Ethanolfällung ist ein Verfahren zur DNA-Extraktion, bei dem dieses Material durch Zugabe von Ethanol aus einer salzigen Lösung herausgelöst wird. DNA ist eine Doppelhelix aus zwei negativ geladenen Phosphat-Zucker-Rückgraten, entlang derer Nukleinsäuren gebunden sind, sodass positiv geladene Ionen wie Kalzium oder Natrium von ihrem Rückgrat angezogen werden. Ionische Salze und DNA lösen sich beide leicht in Wasser, aber nicht so leicht in Ethanol, da sie beide ein polares Lösungsmittel wie Wasser benötigen, um zu dissoziieren. Die Zugabe von Ethanol zu einer salzigen Lösung führt daher dazu, dass die DNA pelletiert und aus der Lösung ausfällt.
DNA ist ein polares Molekül, und weil „Gleiches Gleiches auflöst“, werden polare Moleküle leicht in polaren Lösungsmitteln gelöst. Obwohl es sich leicht in Wasser auflöst, löst sich DNA nicht in einem weniger polaren Lösungsmittel wie Ethanol. Ethanol ist immer noch ein polares Molekül, aber es hat eine kurze, unpolare Kohlenstoffkette. Dieser leichte Unterschied in der Polarität ermöglicht eine Ethanolfällung aufgrund der Unfähigkeit der DNA, sich in Ethanol so leicht wie in Wasser aufzulösen.
Würde ein Experimentator Ethanol direkt zu einer Lösung von gelöster DNA in Wasser hinzufügen, würde das Molekül nicht ausfallen. Dies liegt daran, dass die DNA immer noch von polaren Wassermolekülen und polaren Gruppen auf Ethanol umgeben wäre, die wie ein Schild wirken könnten und die geladene DNA von den ungeladenen Kohlenstoffketten des Ethanols trennen. Salz hat sich dabei als entscheidender Faktor erwiesen.
Durch die Zugabe von Salz zu einer Lösung vor der Ethanolzugabe wird die DNA von ihrer Abhängigkeit von Wasser als Polaritätsschild befreit. Die positiven Elemente des Salzes, die dissoziieren und frei schwebende positiv geladene Ionen in Wasser sind, werden stark von der negativen Ladung der DNA angezogen. Diese Salzanziehung bewirkt, dass die DNA von diesen Ionen angezogen wird und nicht von der positiven Polarität der Wassermoleküle, sodass sie sich leicht vom Wasser lösen kann, wenn ein weniger polares Lösungsmittel wie Ethanol hinzugefügt wird.
Durch die Anziehung von Calcium oder anderen positiv geladenen Ionen von der DNA und anschließendes Ausfällen des Salzes aus der Lösung durch Verringern des Wassergehalts durch Zugabe von Ethanol wird den Wissenschaftlern eine Methode zur Verfügung gestellt, mit der DNA aus der Lösung gebracht werden kann. Viele Studien beruhen auf DNA-Isolierung und -Verarbeitung für genetische Screens und Proteinexpression, so dass viele Experimentatoren glauben, dass sich die Ethanolfällung als unschätzbares wissenschaftliches Werkzeug erwiesen hat.