Gel-elektroforese

Biologi A · STX · A-niveau · Bioteknologi

🧬 Gel-elektroforese

Gel-elektroforese = teknik til adskillelse af DNA-fragmenter efter størrelse.

Princip: DNA er negativt ladet (fosfatgrupper). I et elektrisk felt vandrer DNA mod den positive elektrode. Mindre fragmenter vandrer hurtigere gennem agarose-geléen end større.

Procedure:

1. Lav agarose-gelé (typisk 1% — 1 g agarose i 100 mL TAE-buffer, kog, hæld i støbeform med kam).

2. DNA-prøver blandes med ladnings-buffer (giver vægt + farve så man kan se hvor prøven er).

3. Brug pipette til at indsætte prøverne i brøndene.

4. Tænd strømmen (~80-120 V) i 30-60 min.

5. Visualiser med farvestof (ethidiumbromid eller SYBR Green — DNA fluorescerer under UV-lys; alternativt GelRed eller methylenblå).

Stigene/markerer: en størrelses-markør (typisk 100 bp eller 1 kb-stigen) i den første brønd — viser kendte fragment-størrelser så man kan afgøre størrelsen af ukendte.

Anvendelser

PCR-resultatkontrol (er den ønskede størrelse blevet amplificeret?), restriktionsfragment-analyse (RFLP), DNA-fingerprint i retsmedicin, GMO-detektion, paternitets-testning.

Tips til skoleforsøg: brug færdiglavede TAE-buffere, vær forsigtig ved farvestof (ethidiumbromid er mutagent — brug GelRed eller methylenblå i stedet). Resultater af gel-elektroforese kan tolkes ud fra hvor mange bånd der er, deres styrke, og hvor højt/lavt de sidder. Bruges også som SDS-PAGE for proteiner — adskiller efter molekylvægt.

Læringsmål

• Forklare PCR-metoden
• Anvende gel-elektroforese til DNA-analyse
• Forklare CRISPR-Cas9 (gen-redigering)
• Diskutere etiske aspekter af GMO
• Anvende restriktionsenzymer

Sådan kan du arbejde med emnet

• Forklar, hvordan DNA-fragmenter separeres efter størrelse i en gel
• Beskriv, hvordan resultatet af en gel-elektroforese kan tolkes
• Diskutér, i hvilke sammenhænge gel-elektroforese bruges i biologisk forskning

Eksperiment-forslag

• Udfør (eller simulér) en gel-elektroforese af DNA-fragmenter med kendte størrelser, og brug en standard-stige til at estimere størrelsen af ukendte fragmenter ud fra deres vandringsdistance.
• Forklar, hvorfor mindre DNA-fragmenter vandrer hurtigere gennem gelen end større — kobl det til gelens "molekylærsigte"-funktion.
• Diskutér, hvorfor man i skoleforsøg ofte erstatter ethidiumbromid med GelRed eller methylenblå.

Brobygning

Gel-elektroforese bruges ofte til at kontrollere resultatet af en anden central teknik — at kopiere DNA i store mængder — det undersøges i 'PCR (polymerase chain reaction)'.