Gelelektrophorese - [Verfahren zur DNA-Analyse] - [Biologie, Gentechnik]
TeacherToby
https://www.youtube.com/watch?v=xjHIZOBweu4

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 [Musik] in diesem Video werden wir uns mit der Gelelektrophorese beschäftigen einem
0:12 Verfahren mit Hilfe dessen sich einzelne DNA-Fragmente nach ihrer Größe auftrennen lassen
0:17 allein die Begriffserklärung wir fragen auf warum sollte man DNA Fragmente also DNA-Abschnitte nach ihrer größeordnung
0:24 was bezweckt man damit und was für DNA Fragmente sind das überhaupt die man sich da anguckt und wie erfolgt der
0:31 Vorgang der Auftrennung die gesamte genomische DNA eines Organismus den jeder Zelle vorliegt ist ein einzelner
0:38 langer sehr dünner Faden damit überhaupt DNA Abschnitte entstehen können muss sie DNA nachdem man sie aus einem Organismus
0:46 isoliert hat aufgeschnitten und in Fragmente bzw Abschnitte zerlegt werden diesen Schritt übernehmen sogenannte
0:53 restriktions Enzyme diese kann man sich wie molekulare Scheren vorstellen die die DNA an spezifischen
1:00 Erkennungssequenzen schneiden so dass das der gesamten genomischen DNA ganz viele unterschiedlich große DNA
1:06 Fragmente entstehen diese unterschiedlich passenden DNA Fragmente lassen sich nachdem man sie amplifiziert
1:12 hat also vervielfältigt hat anschließend als Banden auf einem elektrofouresegel einfach sichtbar
1:19 machen die Fragmente werden an einem Ende eines halbfesten Gels meist das agarose oder Polyacrylamid das in einer
1:27 mit Pufferlösung gefüllten Wanne liegt in Taschen gegeben die anschließend auf dem Gel entlang wandern
1:35 warum machen sie das aufgrund der negativ geladenen Phosphatgruppen die die DNA trägt ist sie auch leicht
1:40 negativ geladen ihr wisst dass ich entgegengesetzte Ladung anziehen wenn man ein elektrisches Feld so anlegt dass
1:46 sich die Fragmente beim negativen Pool der Kathode befinden dann wird die DNA vom positiven Pool angezogen und wandert
1:53 entsprechend zum Positiven Polen nach unten das Geld weist Poren auf kleine Poren wodurch das Gel als sie fungiert
2:01 weil die Poren im Gel klein sind hat das zur Folge das kleinere DNA-Moleküle schneller durch das gelernt als größere
2:10 Mole auf diese Weise findet also eine Auftrennung der DNA Fragmente nach ihrer Größe statt kürzere Fragmente wandern
2:17 schneller und dadurch auch im selben Zeitraum weiter als die längeren Fragmente indem man die Fragmente
2:23 beispielsweise mit einem radioaktiven Isotop markiert oder mit einem fluorassierenden
2:29 Fragmente als sogenannte Banden im Gel sichtbar gemacht werden wenn im Zusammenhang der
2:36 Gelelektrophorese die Rede von bandmustern ist dann sind das Bereiche im Gel in denen sich die DNA Fragmente
2:42 ansammeln so viel zum Ablauf der gl-elektrophorese wie eben erwähnt nutzt man je nach Anwendungsbereich der
2:48 gl-elektrophorese ein Gel entweder aus agarose oder aus Polyacrylamid weil ein Polyacrylamid Gel engere Maschen besitzt
2:57 kann es für die Auftrennung kleinerer Moleküle genutzt werden im Vergleich zu agarose Gelelektrophorese die etwas
3:03 weitmarschiger ist und somit größerem Moleküle wie DNA auftrennen kann derartige Unterschied ist dann aber
3:09 meistens schulischen Kontext nicht relevant zu lernen nachdem wir jetzt wissen wie der Vorgang der Auftrennung
3:14 von denen armolekülen erfolgt können wir uns der viel wichtigeren Frage nach dem Warum widmen warum ordnet man den auf
3:22 Fragmente nach ihrer Größe und um was für den afgmente handelt es sich dabei wenn wir wissen dass man mit Hilfe der
3:29 Gel Elektrophorese DNA Fragmente nach ihrer Größe auftrennen kann dann wissen wir auch dass es sich um einfach fahren
3:35 handelt bei dem DNA analysiert werden kann es gibt Wissenschaftsbereiche wie z.B die Kriminalistik oder die Forensik
3:42 die ein großes Interesse daran haben den Arzt zu analysieren um z.B Personen zu identifizieren jede Person kann über
3:51 ihren spezifischen genetischen Fingerabdruck identifiziert werden weil der genetische Fingerabdruck
3:56 hochspezifisches die Wahrscheinlichkeit dass zwei nicht miteinander verwandte Menschen das
4:01 gleiche Erbgut zeigen liegt bei eins zu einer Milliarde bei der Erstellung eines genetischen Fingerabdrucks nutzt man die
4:08 Gelelektrophorese der diese Unterschiede in der DNA kann man anhand des bandenmusters in einer Gelelektrophorese
4:15 sichtbar machen man kann sich leicht vorstellen wie praktisch der genetische Fingerabdruck
4:20 zur Identifizierung von Personen in der Kriminalistik zu Überführung eines tatverdächtigendes auch in der Forensik
4:26 also bei der systematischen Untersuchung von Verbrechen findet die Methode Anwendung um Schuld oder Unschuld von
4:32 verdächtigen Personen festzustellen wenn man den AF vom Täter an einem Tatort findet dann lässt sich diese mit Hilfe
4:39 der Gelelektrophorese analysieren wenn man nun verschiedene Tatverdächtigen DNA entnimmt und über die Gel-Elektrophorese
4:46 ihre genetischen Fingerabdrücke erstellt da lässt sich schnell überprüfen stimmt das Bandenmuster am Tatort mit dem
4:53 Bandenmuster eines Verdächtigen überein dann ist klar dass die DNA am Tatort von dieser Person stammt ein weiteres
5:00 klassisches Anwendungsbeispiel bildet der Vaterschaftstest zu Überprüfung wer der leibliche Vater eines Kindes ist
5:06 gucken wir uns gleich anhand eines fiktiven Beispiels machen gehen wir vorher noch der Frage nach um was für
5:11 DNA Fragmente sich handelt die man mit Hilfe der Gel Elektrophorese auftritt weil sich die DNA von Mensch zu Mensch
5:18 unterscheidet also hochspezifisch ist sind bei diesen Methoden natürlich den a-sequenzen bzw Abschnitte sogenannte
5:26 polymorphe-sequenzen von Interesse die sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit bei den verschiedenen
5:31 Individuen unterscheiden zum Beispiel weil in diesen Sequenzen im Laufe der Evolution des Organismus zahlreiche
5:38 Mutationen an einzelnen Basen stattgefunden haben häufig handelt es sich bei den Sequenzen um repetitive
5:43 also sich wiederholende Sequenzen beispielsweise wiederholt sich an einem Chromosom an einem bestimmten Lokus also
5:50 an einem Ort die Basensequenz AGG mehrere Male Mutation führen dazu dass die Anzahl der Wiederholungen zwischen
5:58 den Individuen sehr unterschiedlich sein kann je nachdem wie lange solche repetitiven Sequenzen sind spricht man
6:05 entweder von Strass also shot an dem repeace oder von vns Barry number of Tandem repeats wobei letztere besuchen
6:15 150 Basen lang sein kann bei den polymorphensequenzen muss es sich allerdings nicht um repetitive Sequenzen
6:22 handeln wie bei den vnts und SDS es gibt das sogenannte einzeln Nukleotid Polymorphismen abgekürzt SNPs dabei
6:30 handelt es sich um vereinzelte Punktmutationen die vererbt werden und somit sehr nützlich sind im Organismen
6:36 voneinander zu unterscheiden wenn man das noch mal zusammenfasst es gibt bei Menschen wiederholende polymore
6:42 DNA-Sequenzen die sehr individuell sind und wichtige Orientierungspunkte im Erbgut für die Ermittlung eines
6:49 genetischen Fingerabdrucks darstellen deshalb nennt man sie auch genetische Marker
6:55 klar wenn polymore DNA-Sequenzen sind individuell sind und sich von Mensch zu Mensch z.B in ihrer Anzahl unterscheiden
7:01 da nutzt man natürlich gerade solche Sequenzen zu Ermittlung eines genetischen Fingerabdrucks der ja dann
7:07 auch sehr spezifisch ist in dem folgenden Beispiel soll überprüft werden wer der drei möglichen Kandidaten der
7:12 leibliche Vater des Kindes ist auch hier hat man sich DNA Abschnitte zu Nutze gemacht bei denen es sich um Schottern
7:19 im repez handelt deren Kombination für jeden Menschen charakteristisch ist nachdem von allen Personen die DNA
7:26 extrahiert wurde mit restriktions Enzym geschnitten wird und die STS mit Hilfe eines weiteren Verfahrens der Polymerase
7:33 Kettenreaktion vervielfältigt wurden hat man diese Fragmente mit Hilfe der Gel-Elektrophorese nach ihrer Größe
7:39 aufgetrennt und durch Fluoreszenz Farbstoffe sichtbar gemacht indem man die verschiedenen STR Längen
7:46 miteinander vergleicht kann auf die Abstammung des Kindes geschlossen werden weil die Länge der str-region vererbt
7:52 wird müssen die einzelnen beim Kind sichtbaren Banden entweder vom Vater oder der Mutter stammen und entsprechend
8:00 auch bei einem von Ihnen auftreten in diesem vorliegenden Fall ist die dritte Bande des Kindes ausschlaggebend
8:07 diese taucht nicht bei der Mutter auf so dass das Kind diese STR Region von ihrem Vater vererbt bekommen haben muss weil
8:16 nur kann ihr da drei die Bande aufweist muss es sich dabei um den Vater des Kindes Handeln er existiert eine
8:22 Vielzahl von Aufgaben zur Auswertung von Banden muss da einer durchgeführten Kiel elektrovorräte sehr beliebt in Klausuren
8:29 und auch immer die Tour schon vorgekommen bei Bedarf mache ich gerne dazu ein Video ich würde dann auch
8:34 ausführlicher darauf eingehen wie genau Mutationen zu sehr variablen STR erst von Mensch zu Mensch führen nicht
8:40 unwichtig für das Verständnis eine kurze letzte Anmerkung jetzt könnte man zurecht einwenden dass es durchaus sein
8:46 kann dass Individuen die gleiche Anzahl an Wiederholung besitzen und folglich nicht voneinander zu unterscheiden sind
8:54 was wäre wenn Kandidat drei beispielsweise nur zufälligerweise die gleiche Anzahl an Wiederholung innerhalb
9:01 der STR Region wie das Kind hat und deshalb genau auch dort beim Vater die Bande zu lokalisieren ist deshalb beruht
9:09 die str-analyse auf der Analyse mehrerer STR Loki wo sich das spezifische Muster eines Individuums erkennen lässt das FBI
9:17 verwendet in seiner Datenbank zu Identifizierung Verdächtiger beispielsweise 13 STR Loki statistisch
9:23 gesehen benötigt man nur neun verschiedene STR Loki um zu 99,99% ein Menschen sicher zu
9:31 identifizieren [Musik]