Gelelektrophorese und PCR zusammenfassung?
Moin,
Kann jemand mir diese beide oben genannten Themen kurz zusammenfassen? Schreibe halt Mittwoch Klausur und muss diese können.
MFG
2 Antworten
Hi,
das ist doch gut zu googeln bzw. bei youtube zu finden.
Bei der Elektrophorese wandern Moleküle in einem elektrischen Feld.
Man gießt also ein Trägermaterial, das sieht aus wie ein durchsichtiger Wackelpudding, der wird als Platte ausgegossen, diese Puddingplatte hat Poren wie ein Schwamm, durch die Flüssigkeit und verschiedene Moleküle hindurchpassen.
Haben die Moleküle eine eigene Ladung, wie DNA, die negativ geladen ist und man legt ein elektrisches Feld an den Pudding an, wo DNA drin ist, wandern diese DNA-Moleküle im elektrischen Feld und zwar zur Anode (dem positiv geladenen + Pol).
Die Wanderungsgeschwindigkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab: der Größe und Form sowie der elektrischen Ladung der Moleküle. Wenn man ein DNA-Molekülgemisch loswandern lässt, dann führt das dazu, dass jede Fragmentlänge ihre eigne Wanderungsgeschwindigkeit hat, die kürzeren am schnellsten, die etwas längeren langsamer und die längsten am langsamsten.
Wenn die kürzesten DNA-Fragmente also bereits am +Pol angekommen sind, haben die längsten vielleicht 1/4 des Weges zurückgelegt. Das führt dazu, dass das Gemisch aus verschiedenen Fragmentlängen aufgetrennt wird, in einzelne Trupps aus DNA-Molekülen, die jeweils gleiche Größe und gleiche Wanderungsgeschwindigkeit haben, sogenannte Banden. Die Elektrophorese ist also ein Trennverfahren. Diese Banden kann man nach der Elektrophorese sichtbar machen und ihre Größe bestimmen oder mit anderen Bandenmustern vergleichen.
Die Bandenmuster können so spezifisch sein, dass man sie zur Personalisierung nutzen kann, man kann also mit bestimmten Verfahren Bandenmuster erzeugen, die einer bestimmten Person zuordenbar sind, wenn man genetisches Material von ihr hat, z.B. ne Haarbürste oder ein Zigarettenstummel reicht schon aus, um daran Zellen zu finden, aus denen man ausreichend DNA gewinnen kann. Das wird für z.B. genetische Fingerabdrücke bei der Aufklärung von Kriminalfällen oder für Vaterschaftstest verwendet, hier ein kleines Video, Gruß
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ermöglicht es, beliebige DNA-Abschnitte im Reagenzglas zu vermehren, im Sinne von vervielfältigen, also eine Vielzahl von DNA-Kopien herzustellen.
Das hat den Vorteil, dass man dann genügend DNA-Material hat, um damit weiter zu arbeiten. Um den Vorgang zu verstehen, muss bereits bekannt sein, wie DNA aufgebaut ist, wenn man das nicht weiß, kann man die PCR nicht verstehen. Das können wir hier natürlich nicht nachholen.
Zur PCR benötigt man kurze DNA-Stücke, an deren Enden die Replikation starten kann, wir erinnern uns, DNA-Polymerase startet nicht ohne ein freies 3'-OH-Ende eines DNA-Einzelstranges.
Wenn es gelingt, den DNA-Doppelstrang aufzutrennen oder man sagt auch zu "schmelzen", das geschieht mit simpler Temperaturerhöhung auf knapp unter 100°C, wird die DNA von sich aus einzelsträngig, senkt man die Temperatur danach wieder ab, lagern sich die Stränge langsam wieder zusammen. Jetzt nutzt man einen Trick und senkt die Temperatur rasch auf die "Annealingtemperatur" ab, mischt zu der DNA die man vervielfältigen will aber besagte Primer dazu, so dass sich diese an die Einzelstränge anlagern. Dann kann DNA-Polymerase vom Ende der jeweiligen Primer den komplementären DNA-Strang neu synthetisieren und damit hat man aus einem DNA-Doppelstrang zwei gemacht und es ist ein PCR-Zyklus abgeschlossen.
Wenn man diesen Zyklus einige Male wiederholt, in computergesteuerten Thermostaten (Thermocycler): Erhitzen auf knapp 90° --> Auftrennung in Einzelstränge --> Abkühlen bis zur Annealingtemperatur --> Anlagerung der Primer an die Einzelstränge ("Primer-Hybridisierung") --> Neusynthese eines jeweils zweiten komplementären DNA-Stranges an den Einzelstrang, so nimmt die Menge an gewünschter DNA rasch zu. Die Zahl der Stränge steigt pro Zyklus um 2^n ("zwei hoch n") nach einem Durchgang hat man 2^1 = 2 Doppelstränge geschafft, nach 2 Durchgängen hat man 2^2 = 4 Doppelstränge geschafft, nach schlappen 30 Durchgängen hat man 2^30 = eine Milliarde dreiundsiebzig Millionen siebenhunderteinundvierzigtausend achthundertvierundzwanzig Doppelstränge produziert, das sind dann einige Mikrogramm DNA mit denen man gut weiter arbeiten kann, um z.B. Untersuchungen durchzuführen. Die PCR ist also nichts anderes als ein Kopierer für DNA-Stücke. Video: https://www.youtube.com/watch?v=l4EP3b58QUE Gruß und good luck, Cliff
Mach das halt selber.
Hab kaum Zeit. Muss das so schnell wie möglich auswendig lernen