Die PCR-Methode und Gelelektrophorese im Detail

Die PCR-Methode einfach erklärt ist ein fundamentales Verfahren der modernen Molekularbiologie. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ermöglicht die gezielte Vervielfältigung von DNA-Abschnitten im Labor. Diese Methode wurde von Kary Mullis entwickelt und revolutionierte die molekularbiologische Forschung.

Definition: Die PCR definition beschreibt ein enzymatisches Verfahren zur gezielten Vermehrung (Amplifikation) spezifischer DNA-Sequenzen. Die Methode ahmt den natürlichen DNA-Replikationsprozess nach.

Die PCR Anwendung ist vielfältig und reicht von der medizinischen Diagnostik bis zur forensischen Analyse. Besonders bekannt wurde die Methode durch den PCR-Test während der COVID-19-Pandemie. Die Amplifikation PCR erfolgt in mehreren Zyklen, wobei sich die DNA-Menge exponentiell vermehrt.

Der grundlegende Polymerase-Kettenreaktion Ablauf besteht aus drei Hauptschritten: Denaturierung, Annealing und Elongation PCR. Diese Schritte werden in etwa 20-35 Zyklen wiederholt, wodurch millionenfache Kopien der Ziel-DNA entstehen.

DNA-Amplifikation und Basenpaarung

Die DNA-Amplifikation durch PCR Wikipedia basiert auf der präzisen Erkennung und Bindung komplementärer Basenpaare. Diese molekulare Erkennung ist fundamental für die gesamte PCR Anwendung und ermöglicht die gezielte Vervielfältigung spezifischer DNA-Abschnitte.

Die Basenpaarung folgt strengen chemischen und physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Während A-T-Bindungen durch zwei Wasserstoffbrücken stabilisiert werden, verfügen G-C-Bindungen über drei Wasserstoffbrücken und sind damit stabiler. Diese unterschiedliche Stabilität beeinflusst die Schmelztemperatur der DNA und muss bei der PCR-Protokollentwicklung berücksichtigt werden.

Beispiel: Ein DNA-Abschnitt mit hohem GC-Gehalt benötigt höhere Temperaturen für die Denaturierung als AT-reiche Sequenzen.

Die erfolgreiche Primerhybridisierung ist Voraussetzung für die nachfolgende Elongation PCR, bei der die DNA-Polymerase neue DNA-Stränge synthetisiert. Die Spezifität der Basenpaarung gewährleistet dabei, dass ausschließlich die gewünschten DNA-Sequenzen amplifiziert werden.