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Methode: Gel-Elektrophorese

Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik / Klonierung

DNA lässt sich in einer geeigneten Gelmatrix (Agarose) durch Anlegen einer Spannung umgekehrt proportional zum Logarithmus ihres Molekulargewichtes auftrennen. So kann z. B. überprüft werden, ob ein Restriktionsverdau erfolgreich durchgeführt werden konnte.

Die Agarose-Gelelektrophorese ist eine Methode zur Auftrennung von DNA. Die DNA-Fragmente werden nach ihrer Größe in der Gelmatrix getrennt.

Prinzip der Gelelektrophorese

Das Prinzip: Man löst Agarose in Elektrophoresepuffer. Dies funktioniert nur unter Erhitzen (z. B. in der Mikrowelle). Daraus gießt man ein Agarosegel, in dem Taschen für den Probenauftrag ausgespart werden.

Die feste Agarose besitzt eine netzähnliche Struktur mit gleichmäßigen molekularen Hohlräumen („Molekularsieb“). Je nach Konzentration der Agarose sind diese Hohlräume unterschiedlich groß. Die negativ geladenen DNA-Moleküle wandern abhängig von ihrer Größe mit konstanter Geschwindigkeit zur Anode (+). Größere Moleküle werden durch die Poren der Netzstruktur abgebremst und wandern dadurch langsamer im elektrischen Feld als kleinere Moleküle.

Merke

DNA trägt eine negative Ladung.

Agarose-Gelelektrophorese. Die Elektrophorese der DNA in der Agarosematrix ist eine Technik der Molekularbiologie mit der DNA ihrer Größe entsprechend aufgetrennt werden kann.

Gellauf

DNA hat die ungünstige Eigenschaft, dass sie für unser Auge nicht zu erkennen ist. Farblose Lösungen und unsichtbare Fragmente sind die Folge.

Abhilfe schaffen der Ladepuffer (Bromphenolblau als Farbstoff, um die Lauffront anzuzeigen, damit die DNA-Moleküle nicht aus dem Gel herauswandern) und Ethidiumbromid (EtBr, karzinogen!). Das Ethidiumbromid lagert sich in die Doppelhelixstruktur der DNA ein (es „interkaliert“ in den aromatischen Ringsystemen der Nukleotide) und leuchtet bei Anregung durch UV-Licht orange.

Agarosegel in Elektrophoresekammer und auf dem UV-Schirm. DNA-Proben leuchten orange im UV-Licht.
Agarosegel in Elektrophoresekammer und auf dem UV-Schirm. DNA-Proben leuchten orange im UV-Licht.

Agarosegel in Elektrophoresekammer. Die mit Ladepuffer versetzten Proben laufen im elektrischen Feld in die Gelmatrix ein. Bromphenolblau bildet dabei eine für das Auge sichtbare Lauffront. Rechts: Foto desselben Gels nach dem Gellauf. Die DNA wird mit Ethidiumbromid und UV-Licht sichtbar gemacht.

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Molekularbiologie / Genetik

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • DNA als Erbsubstanz
    • Einleitung zu DNA als Erbsubstanz
    • Molekularbiologie als Thema im Abitur
    • Aufbau der DNA
      • Einleitung zu Aufbau der DNA
      • Einzelstränge der DNA
    • Experiment von Griffith (1928)
    • Mutationen
    • DNA- Replikation
      • Einleitung zu DNA- Replikation
      • historisches Experiment: Meselson und Strahl
    • Organisation der DNA
  • Vom Gen zum Protein
    • Einleitung zu Vom Gen zum Protein
    • Transkription
    • Translation
      • Einleitung zu Translation
      • Der genetische Code
      • Die Aufgaben der RNAs (mRNA, tRNA)
    • Proteinbiosynthese in Eukaryoten
    • Genwirkkette
      • Einleitung zu Genwirkkette
      • Genwirkkette am Beispiel Neurospora crassa
      • additive Polygenie
    • Regulation der Genexpression
      • Einleitung zu Regulation der Genexpression
      • Genregulation: molekularen Ebenen
      • Lac-Operon
      • Trp-Operon
      • Genexpression bei Eukaryoten
        • Einleitung zu Genexpression bei Eukaryoten
        • Epigenetik
          • Einleitung zu Epigenetik
          • DNA-Methylierung
        • Riesenchromosome machen Expression sichtbar
          • Einleitung zu Riesenchromosome machen Expression sichtbar
          • Entwicklungsstadien von Drosophila - regulierte Genexpression
  • Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    • Einleitung zu Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    • Klonierung
      • Einleitung zu Klonierung
      • Restriktionsenzyme
      • Methode: Gel-Elektrophorese
      • Klonierung von Fremd-DNA und Transformation
      • Transformation
      • cDNA
    • Methode: Polymerase-Ketten-Reaktion
    • Methode: genetischer Fingerabdruck
    • Methode: Gensonde
    • Methode: DNA-Microarray (Biochip)
    • Methode: FISH
    • Bedeutung von Gentechnik in Biologie, Landwirtschaft und Medizin
  • Genetik der Zelle
    • Einleitung zu Genetik der Zelle
    • Zellteilung
      • Einleitung zu Zellteilung
      • Mitose
      • Meiose
      • Zellteilungsstörungen
    • Stammzellen
      • Einleitung zu Stammzellen
      • Gewinnung embryonaler Stammzellen
      • Differenzierung von Stammzellen
      • Differentielle Genaktivität
        • Einleitung zu Differentielle Genaktivität
        • Steuerung der Genexpression in verschiedenen Entwicklungsphasen
        • Dictoyostelium discoideum
        • therapeutisches Klonen
          • Einleitung zu therapeutisches Klonen
          • Reproduktionstechnik - am Beispiel Dolly
        • Genetische Askpekte einer Krebserkrankung
      • Stammzellen - wie weit darf die Forschung gehen?
  • Humangenetik
    • Einleitung zu Humangenetik
    • Gendiagnose
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      • Einleitung zu Mendel Regeln
      • monohybrider Erbgang
      • dihybrider Erbgang
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    • Genetische Beratung - Erbkrankheiten
    • Stammbaumanalysen
      • Einleitung zu Stammbaumanalysen
      • Heterozygotentest
      • Beispiele für Erbgänge und Stammbäume
    • Der Einfluß einer Mutation auf den Phänotyp - Beispiel einer Erbkrankheit
    • Pränataldiagnostik
    • Trisomie 21 - Beispiel einer Chromosomenmutation
    • Turner und Klinefelter - Beispiele für Fehlverteilungen der Gonosomen
    • Blutgruppen und Rhesusfaktoren
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