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Die Gelelektrophorese

Aufbau und Ablauf der Gelelektrophorese am Beispiel von DNA

Die Gelelektrophorese ist ein Verfahren mit dem man Moleküle voneinander trennen und sichtbar machen kann.

Aufbau:
Eine Gelelektrophoreseapparatur besteht im wesentlichen aus einer Gelmatrix, die von Molekülen durchwandert werden kann. Das Gelmatrixfeld wird elektrisch aufgeladen. Eine Seite dient als Kathode (negativ geladen) und die andere Seite als Anode (positiv geladen).

Ablauf der Gelelektrophorese:
Moleküle sind unterschiedlich groß und damit auch unterschiedlich stark oder schwach geladen, weshalb sie sich entsprechend ihrer Ladung weiter oder kürzer durch die Gelmatrix bewegen. Das Gel selbst beeeinflusst neben der Ladung zusätzlich, wie weit sich die Moleküle bewegen, denn: lange- werden im Vergleich zu kurzen Molekülen, eher an der Bewegung gehindert. Auf diese Weise lagern sich Moleküle mit gleicher Größe bzw. gleicher Ladung in Banden zusammen.
Die DNA wird nun in die die Matrix eingebracht. Desoxyribonukleinsäure ist wegen seines Phosphats negativ mit Anionen geladen und bewegt sich folglich in Richtung der Anode.

Nochmal zur allgemeinen Übersicht:
Anionen (negativ geladen) wandern in Richtung Anode (positiv geladen)
Kationen (positiv geladen) wandern in Richtung Kathode (negativ geladen)

Beim Erstellen eines genetischen Fingerabdrucks macht man sich die Gelelektrophorese zu Nutze:
Beispiel 1 (Kriminalfälle): Extrahiert man die DNA aus einer am Tatort gefundenen Blutprobe/Spermaprobe/Hautzelle und vergleicht sie mit dem möglichen Täter, würden im Falle einer Übereinstimmung die Bandenabfolgen identisch sein.
Beispiel 2 (Vaterschaftstest): Nach dem selben Schema können auch vaterschaftstests ausgewertet werden. Die DNA des in Frage kommenden Erzeugers wird mit der des Kindes verglichen. Beide Proben werden mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) vervielfältigt und durch die Gelelektrophorese sichtbar gemacht. Sofern eine Vaterschaft vorliegt, wird das Bandenmuster zwar nicht identisch sein, allerdings wird es aufgrund der Verwandschaft Übereinstimmungen im Bandenmuster geben.

Zusammenfassung

  • Durch die Gelelektrophorese lassen sich Moleküle voneinander trennen und in Bandenmustern sichtbar machen.
  • Moleküle mit ähnlicher Größe bewegen sich inetwa gleichweit durch die Gelmatrix und bilden so einzelne Banden.
  • Das Verfahren eignet sich zum Vergleich von genetischem Material.