Das menschliche Erbgut enthält sich tandemartig wiederholende Abschnitte, so genannte Variable Number of Tandem Repeats (VNTR), deren Funktion weitgehend unbekannt ist. Aufgrund der variablen Wiederholungsanzahl, die nach den Mendel’schen Regeln vererbt werden, eignen sie sich zur eindeutigen Identifizierung eines Menschen (Genetischer Fingerabdruck) und zur Analyse dessen verwandtschaftlicher Beziehungen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Material und Methoden
2.1 Material
2.2 Methoden
2.2.1 DNA-Isolierung aus der Mundschleimhaut
2.2.2 Photometrische DNA-Konzentrationsbestimmung
2.2.3 Amplifikation der DNA mittels PCR
2.2.4 Agarosegelelektrophorese
3 Ergebnisse
3.1 Messwerte
3.2 Pipettierschema für die PCR
3.3 Gelbilder
3.4 Tabellen
3.5 Graphen
4 Diskussion
5 Fragen im Skript
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, die Anzahl der Wiederholungen (Repeats) am VNTR-Locus D1S80 der eigenen DNA sowie der DNA von Versuchspartnern und Praktikumsbetreuern zu bestimmen. Hierbei soll die Methode der Amplifikation mittels PCR und anschließender Agarosegelelektrophorese angewendet werden, um eine unbekannte DNA-Probe zu identifizieren und die Grundlagen des genetischen Fingerabdrucks praktisch zu erproben.
- Grundlagen der DNA-Isolierung aus Mundschleimhautzellen
- Methodik der photometrischen Konzentrationsbestimmung
- Durchführung und Optimierung der Polymerasekettenreaktion (PCR)
- Auftrennung und Analyse von DNA-Fragmenten mittels Agarosegelelektrophorese
- Auswertung genetischer Loci zur Identitätsfeststellung
Auszug aus dem Buch
2.2.3 Amplifikation der DNA mittels PCR
Mithilfe der Polymerasekettenreaktion (PCR) ist eine schnelle Amplifikation von DNA möglich. Zunächst wird die Template-DNA bei 98 °C denaturiert. Bei Abkühlung auf die sog. Annealingtemperatur von 69 °C kommt es zur Anlagerung der Primer und der Taq-Polymerase, welche bei 72 °C die Elongation des neuen Strangs durch den Anbau von Desoxynukleotidphosphaten an die Primer ermöglicht. Diese Reaktionsfolge kann mehrfach wiederholt werden, wodurch der gewünschte DNA-Abschnitt exponentiell amplifiziert wird. Die Amplifikation wird beendet, wenn die Zahl der Nebenprodukte zu groß wird oder die Primer oder dNTPs limitierend wirken.
Für jeden PCR-Ansatz wurden 50 ng DNA eingesetzt. Ein Pipettierschema befindet sich in Tabelle ??.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt die biologischen Grundlagen der DNA, insbesondere VNTRs und STRs, sowie die theoretischen Voraussetzungen für die Analyse des Locus D1S80.
2 Material und Methoden: Listet die benötigten Laborutensilien auf und erläutert die Protokolle zur DNA-Isolierung, Quantifizierung, PCR-Amplifikation und Gelelektrophorese.
3 Ergebnisse: Präsentiert die experimentellen Messwerte, Pipettierschemata, Gelaufnahmen sowie die mathematische Auswertung der Fragmentlängen und Repeatzahlen.
4 Diskussion: Analysiert die Fehlerquellen des Experiments, wie geringe DNA-Konzentrationen, und interpretiert die erzielten Ergebnisse im Kontext populationsspezifischer Häufungen.
5 Fragen im Skript: Beantwortet fachspezifische Fragen zu den biochemischen Mechanismen der PCR, der Primerwahl und der Eignung des untersuchten Locus für genetische Analysen.
Schlüsselwörter
DNA-Isolierung, PCR, VNTR, D1S80, Agarosegelelektrophorese, Genetischer Fingerabdruck, Polymerasekettenreaktion, Fragmentlängenanalyse, Primer, Taq-Polymerase, Minisatelliten, Genetik, Laborpraktikum, Molekularbiologie, DNA-Quantifizierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Es geht um die praktische biochemische Untersuchung menschlicher DNA-Abschnitte, speziell des VNTR-Locus D1S80, um individuelle genetische Profile zu erstellen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themen sind die Isolation von DNA aus Zellen, deren gezielte Vervielfältigung mittels PCR und die anschließende Analyse der Fragmentgrößen mittels Elektrophorese.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Bestimmung der spezifischen Repeatzahlen am Locus D1S80 sowie die Identifizierung einer unbekannten DNA-Probe durch Vergleich mit bekannten Referenzproben.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird die AFLP-Methode (Amplification Fragment Length Polymorphism) genutzt, die auf der PCR-Amplifikation und der anschließenden elektrophoretischen Auftrennung basiert.
Was wird im Hauptteil der Arbeit erläutert?
Im Hauptteil werden der Versuchsaufbau, die genaue Vorgehensweise bei der Probenaufbereitung sowie die mathematische Auswertung der Gelbilder mittels Ausgleichsgeraden detailliert beschrieben.
Welche Schlüsselbegriffe definieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind VNTR, PCR, DNA-Isolierung, elektrophoretische Trennung, Primer und die Schmelztemperatur von DNA-Fragmenten.
Warum konnte die unbekannte Probe im Experiment nicht eindeutig zugeordnet werden?
Der Versuch lieferte aufgrund technischer Schwierigkeiten (vermutlich zu geringe DNA-Konzentration und Qualitätsverlust der Proben) schwache Banden, weshalb eine sichere Zuordnung erschwert wurde.
Was unterscheidet VNTRs von anderen repetitiven DNA-Sequenzen wie STRs?
VNTRs bestehen in der Regel aus 10-150 Nukleotiden und wiederholen sich bis zu 50 Mal, während STRs kürzere Wiederholungseinheiten von 2-7 Basenpaaren aufweisen.
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- Anonym (Author), 2012, Analyse des VNTR Locus D1S80, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/278391
