Vorlesungsnotizen: PCR-Methode und genetische Fingerabdrücke

Einleitung

• Einbruch bei Jan: Meerschweinchen "Adelgunde" gestohlen.
• Detektiv Didder sucht nach Spuren in Jans Wohnung.
• Ein Rotzklumpen auf dem Boden als potenzielle DNA-Quelle.
• Problem: Zu wenig DNA für vollständige Tests.

Lösung: PCR-Methode

• PCR (Polymerase Chain Reaction): Methode zur Vervielfältigung von DNA im Labor.
• Zweck: Ermöglicht das Erstellen eines genetischen Fingerabdrucks selbst bei geringer DNA-Menge.

Benötigte Materialien

• DNA-Stück zum Kopieren.
• Viele Nukleotide (chemische Grundbausteine der DNA).
• Polymerasen (Enzyme für die DNA-Verdoppelung): Spezielle hitzestabile Sorte.
• Spezifische Primer für jeden Einzelstrang des Doppelstrangs.
• Pufferlösung: Stabilisiert pH-Wert, enthält Magnesiumionen.

PCR-Schritte

1. Denaturierung

   • Temperaturerhöhung auf 94-96°C für 20-30 Sekunden.
   • Trennung der DNA-Stränge durch Aufbrechen der Wasserstoffbrücken.

2. Primer Hybridisierung (Aneling)

   • Abkühlung auf 50-65°C für 20-40 Sekunden.
   • Primer binden sich an Einzelstränge.
   • Temperatur hängt von Länge und Sequenz der Primer ab.

3. Elongation (Amplifikation)

   • DNA-Polymerase verbindet Nukleotide und bildet komplementäre Stränge.
   • Polymerase arbeitet in 5' zu 3' Richtung.
   • Temperatur zwischen 68-72°C, abhängig von Polymerase.
   • Verdopplung des DNA-Stücks.

Ergebnis der PCR

• Exponentielle Vervielfältigung: Nach 30 Zyklen >1 Milliarde Kopien.
• Thermocycler steuert Temperatureinstellungen.

Anwendung

• Erstellung eines genetischen Fingerabdrucks des Diebes.
• Vergleich mit Polizeidatenbank ohne Ergebnis.
• Meerschweinchen Adelgunde taucht wieder auf: Jans Schwester hatte es genommen.

Hintergrundinformationen

• Erfinder der PCR bekam 1993 den Chemie-Nobelpreis.
• Thermocycler sind Standard in modernen Laboren.
• Idee entstand beim Autofahren und Surfen in Kalifornien.

Schlussfolgerung

• PCR-Methode als wichtiges Werkzeug in der Molekularbiologie.
• Weitere Informationen zu DNA und Genetik auf Facebook oder in Videos erhältlich.

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