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Gelelektrophorese

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GELELEKTROPHORESE
> Trennungs- bzw. Elektrophoreseverfahren, bei dem Gel als Trägermedium genutzt wird
> die Gelelektrophorese bietet eine M

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Übungsklausur zum Thema Gentechnik (PCR, Gelelektrophorese, Genetischer Fingerabdruck, Restriktionsenzyme, Gentherapie)

GELELEKTROPHORESE > Trennungs- bzw. Elektrophoreseverfahren, bei dem Gel als Trägermedium genutzt wird > die Gelelektrophorese bietet eine Möglichkeit, mehrere DNA-Proben miteinander zu vergleichen (z.B. Vaterschaftstest) > Gemische von beispielsweise DNA, RNA oder Proteinen werden aufgetrennt → Ziel ist es, die vervielfältigten DNA-Abschnitte sichtbar zu machen und deren Länge zu analysieren AUFBAU: Probentaschen mit PCR-Produkten. "Banden" erkennbar durch farbstoffgekoppelte Primer Agarose-Gel in Pufferlösung DNA-Fragmente wandern je nach Länge und Ladung unterschiedlich weit (je kürzer, desto schneller) Kathode (-) Die Länge der STR wird mithilfe der Allel-Leiter bestimmt Anode (+) AGAROSE-GEL: > ist relativ großporig > gut geeignet für die Auftrennung von DNA und größeren Proteinmolekülen ALLGEMEIN: > DNA trägt eine negative elektrische Ladung und wandert unter dem Einfluss des elektrischen Feldes in Richtung des positiven Pols →→ Anode > die DNA-Moleküle müssen durch die Öffnungen der Poren des Gels wandern, um die positive Elektrode zu erreichen. > dabei ist die Länge entscheidend → je kürzer die in der PCR vervielfältigte Wiederholungssequenz, desto schneller bewegt sich das jeweilige DNA Stück durch das Gel ABLAUF DER GELELEKTROPHORESE: Zu untersuchende DNA- Abschnitte werden mithilfe der PCR-Methode vervielfältigt POLYACRYLAMID GEL: > ist eher kleinporig > für die Auftrennung von kleineren Proteinmolekülen verwendet →Gele wirken wie ein Sieb PCR-Produkte werden in die Probentaschen des Agarose-Gels übertragen Die zurückgelegte Strecke nach einer Zeit bestimmt die Länge der jeweiligen Fragmente Mithilfe von Elektroden wird ein elektrisches Feld erzeugt Auftrennung der DNA- Fragmente entsprechend ihrer Länge Die DNA-Fragmente können nun untersucht und mit DNA-Fragmenten anderer Menschen verglichen werden, um z.B. einen Täter zu identifizieren oder einen Vaterschaftstest auszuwerten. >...

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Alternativer Bildtext:

bei unterschiedlichen Fragmentlängen von Mutter und Vater, gibt es genau vier mögliche Kombinationen für die Länge der STR der Kinder BEISPIEL NACHWEIS EINER VATERSCHAFT: > die Untersuchung einer Wiederholungssequenz liefert bei einem Menschen zwei Banden > denn diese kommt auf zwei homologen Chromosomen vor → eins stammt von der Mutter, das andere vom Vater z.B. sind die Fragmentlängen der Mutter 9/12 bzw. des Vaters 7/11 gegeben daraus lassen sich diese vier Möglichkeiten schließen: - 11/12 -7/12 -9/11 7/9 > angenommen, die DNA Analyse eines Kindes weist Banden auf, die weder von der Mutter, noch vom potenziellen Vater stammen →eine Vaterschaft kann definitiv ausgeschlossen werden > umgekehrt kann eine Vaterschaft nicht anhand einer einzelnen Wiederholungssequenz nicht mit Sicherheit nachgewiesen werden → dafür muss ein solcher Test mit mehreren unterschiedlichen STR Systemen durchgeführt werden BEISPIEL TATORTUNTERSUCHUNG: > die sichergestellten DNA Spuren werden mit der DNA Probe des Opfers und denen der tatverdächtigen Personen verglichen > die unterschiedlichen Banden werden mit dem Computer als ein Spektrum der STRS aufgetragen > ihre Länge wird mithilfe des Allel Leiter Spektrums analysiert Negativ geladene DNA wandert entlang der Feldlinien in Richtung des positiven Pols (Anode) Unter UV-Licht sind die DNA-Stücke nun als "Banden" mit bloßem Auge erkennbar > stimmen die Muster der untersuchten Wiederholungssequenzen überein, →große Wahrscheinlichkeit, dass es sich um die gesuchte Person handelt 9/12 7/11 11/12 7/12 9/11 7/9 Mutter d Vater 9/12 5/12 7/11 Opfer Spur TV1 TV2 TV3