Genetischer Fingerabdruck aus DNA

Der genetische Fingerabdruck ermöglicht DNA zu vergleichen, wobei ,,genetisch” recht irreführend ist, da höchstens 10% der DNA Gene enthalten.

Um einen genetischen Fingerabdruck zu erstellen, bedient man sich sogenannter Restriktionsenzyme, welche Bakterien dazu benutzen, die DNA von Viren zu zerschneiden und somit unschädlich zu machen. Restriktionsenzyme sind in diesem Zusammenhang nützlich, da sie je nach Art spezifische DNA-Abschnitte erkennen und zerschneiden.

Enzym

Quelle

Erkennungssequenz

Schnitt

Enden

EcoRI

Escherichia coli

5'-GAATTC-3'
3'-CTTAAG-5'


5'-G     AATTC-3'
3'-CTTAA     G-5'


5'–Überhang mit vier Basen 

(klebrige Enden (versetzter Schnitt))

EcoRV

Escherichia coli

5'-GATATC-3'
3'-CTATAG-5'


5'-GAT     ATC-3'
3'-CTA     TAG-5'


kein Überhang 

(glatte Enden (gerader Schnitt))

Diese Sequenzen liegen im Menschen mit unterschiedlicher Anzahl vor, sodass unterschiedlich viele unterschiedlich große Abschnitte bei der Zerschneidung durch ein Restriktionsenzym entstehen. Nun müssen die Unterschiede durch Gelelektrophorese sichtbar gemacht werden.

Gelelektrophorese

Je nach Methode wird Agarose (Polysaccharid aus einer Alge) als Lösung in erhitzter flüssiger Form in eine Elektrophoresekammer gegeben. Beim Abkühlen entsteht ein wackelpuddingartiges Gel (98-99% Wasser), in welchem die Agarose-Moleküle durch Wasserstoffbrücken verbunden sind. Hinzu kommt eine Pufferlösung, welche Ionen für die elektrische Leitfähigkeit enthält.

An den Enden der Kammer befinden sich Elektroden zur Stromversorgung. Die Probe (zerschnittene DNA) wird mit einem Probenpuffer zur Einfärbung versetzt und in eine ins Gel geschnittene Tasche gegeben, welche an der Kathode (negativ geladen) liegt. Die DNA-Stücke sind wegen der negativ geladenen Phosphatreste negativ geladen und wandern somit zur Anode. Abhängig von der Größe wandern die verschiedenen DNA-Fragmente unterschiedlich schnell und weit. Es gilt: Je kleiner, desto weniger Reibung / Widerstand, desto schneller. Es ergibt sich ein für jeden Menschen charakteristisches Bandenmuster. Für den besten und direktesten Vergleich der DNA werden mehrere Proben nebeneinander in der Kammer platziert und die Banden nach einer bestimmten Zeit verglichen (Ort, Größe).

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Zusammenfassung

  1. Restriktionsenzyme schneiden die DNA an bestimmten Stellen
  2. die Häufigkeit von unterschiedlich großen Sequenzen ist charakteristisch für ein Individuum
  3. sichtbar gemacht werden die Unterschiede durch Gelelektrophorese, wobei die Proben (negativ geladene DNA-Fragmente) durch ein Gel wandern und aufgrund der unterschiedlichen Reibung aufgrund unterschiedlicher Größe separiert werden.
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