Gelelektrophorese - Aufbau, Prinzip, Ablauf, STR-Methode

Summary

In diesem Video wird das Verfahren der Gelelektrophorese erklärt, das zur Trennung von Molekülen wie DNA, RNA und Proteinen basierend auf ihrer Größe genutzt wird. Das Verfahren funktioniert durch Anwendung eines elektrischen Feldes auf ein Gelmedium, wobei sich die Moleküle aufgrund ihrer unterschiedlichen Größe und Ladung unterschiedlich schnell bewegen. Es werden sowohl Agarose- als auch Polyacrylamid-Gele verwendet, je nach Größe der Moleküle. Die Technik wird unter anderem in der genetischen Fingerabdruckanalyse eingesetzt, um individuelle DNA-Proben zu vergleichen und einzigartige Muster zu erkennen, die auf bestimmte genetische Merkmale hinweisen.

Takeaways

• 😀 Gel-Elektrophorese ist ein Verfahren zur Trennung von Molekülen wie DNA, RNA und Proteinen basierend auf ihrer Größe.
• 😀 Das Verfahren nutzt ein elektrisches Feld, das Moleküle aufgrund ihrer negativen Ladung zur Anode zieht.
• 😀 DNA besitzt durch das Phosphat im Rückgrat eine negative Ladung, was sie in einem elektrischen Feld bewegt.
• 😀 Für die Gel-Elektrophorese benötigt man eine Gelkammer, eine Pufferlösung und einen elektrischen Stromgenerator.
• 😀 Agarose-Gele werden hauptsächlich für größere DNA-Fragmente verwendet, während Polyacrylamid-Gele für kleinere Moleküle geeignet sind.
• 😀 Agarose wird aus Rotalgen gewonnen und eignet sich aufgrund seiner Porosität für die Trennung von größeren DNA-Fragmenten.
• 😀 Die DNA-Fragmente werden in Vertiefungen (Taschen) des Gels geladen und bewegen sich in Richtung der positiven Elektrode.
• 😀 Der Farbstoff Ethidiumbromid (oder Alternativen wie Cyber Green) wird verwendet, um die DNA unter UV-Licht sichtbar zu machen.
• 😀 Die Trennung erfolgt aufgrund der Größe der Moleküle: kleinere Moleküle bewegen sich schneller durch das Gel als größere.
• 😀 Das Bandenmuster, das sich im Gel bildet, zeigt die Trennung der DNA-Fragmente und kann zur Analyse von DNA-Proben verwendet werden.
• 😀 Gel-Elektrophorese wird häufig für genetische Fingerabdrücke und DNA-Profilerstellung genutzt, etwa bei STR-Analysen (Short Tandem Repeats).

Q & A

Was ist das Ziel der Gelelektrophorese?

Das Ziel der Gelelektrophorese ist die Trennung von Molekülen wie DNA, RNA und Proteinen basierend auf ihrer Größe und Ladung, indem sie sich in einem elektrischen Feld bewegen.

Warum bewegen sich Moleküle in der Gelelektrophorese?

Moleküle bewegen sich in der Gelelektrophorese aufgrund ihrer elektrischen Ladung. Da DNA negativ geladen ist, wandert sie in Richtung der positiv geladenen Anode, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird.

Welche Arten von Gelen werden bei der Gelelektrophorese verwendet und warum?

Es werden Agarosegel und Polyacrylamidgel verwendet. Agarosegel eignen sich für größere DNA-Fragmente und Proteine, während Polyacrylamidgel für kleinere DNA-Fragmente und kleinere Proteine verwendet wird, da es feinere Poren hat.

Was ist der Unterschied zwischen Agarosegel und Polyacrylamidgel?

Agarosegel haben größere Poren und werden für die Trennung von größeren DNA-Fragmente und Proteinen verwendet. Polyacrylamidgel hat kleinere Poren und ist besser geeignet, um kleinere DNA-Fragmente und Proteine zu trennen.

Warum ist die Größe der Moleküle wichtig in der Gelelektrophorese?

Die Größe der Moleküle ist wichtig, weil größere Moleküle langsamer durch das Gel wandern, da sie Schwierigkeiten haben, die Poren zu durchqueren. Kleinere Moleküle bewegen sich schneller durch das Gel.

Wie wird die DNA in der Gelelektrophorese sichtbar gemacht?

Die DNA wird mit Farbstoffen wie Ethidiumbromid, Cyber Green oder Methylenblau gefärbt. Diese Farbstoffe binden an die DNA und machen sie unter UV-Licht sichtbar.

Was ist der Vorteil von Cyber Green und Methylenblau gegenüber Ethidiumbromid?

Cyber Green und Methylenblau sind weniger toxisch als Ethidiumbromid, das als krebserregend gilt. Sie bieten eine sichere Alternative zur Visualisierung von DNA.

Welche Rolle spielen Marker in der Gelelektrophorese?

Marker sind bekannte Moleküle, die als Referenz dienen, um die Größe der DNA-Fragmente zu bestimmen, indem man ihre Position mit den Banden im Gel vergleicht.

Was sind Short Tandem Repeats (STRs) und wie werden sie verwendet?

Short Tandem Repeats (STRs) sind DNA-Sequenzen von 4 bis 6 Basenpaaren, die sich wiederholen. Sie variieren in der Länge zwischen Individuen und werden in der Gelelektrophorese verwendet, um genetische Unterschiede zu analysieren, wie im Fall von genetischen Fingerabdrücken.

Warum ist es wichtig, die Phosphatgruppen in der DNA zu verstehen?

Die Phosphatgruppen in der DNA verleihen der Molekülstruktur eine negative Ladung. Diese negative Ladung ist entscheidend für die Bewegung der DNA im elektrischen Feld der Gelelektrophorese.