Die Gelelektrophorese ist eine der wichtigsten Methoden der Molekularbiologie zur Analyse von DNA. Bei dieser Methode wandern DNA-Fragmente durch ein Gel, wo sie nach Größe oder Form getrennt werden. Aber auch ein wissenschaftlich fundiertes Verfahren wie die Gelelektrophorese ist nicht vor Fehlern gefeit.
So funktioniert die Elektrophorese
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Bei der Gelelektrophorese wird ein Gel verwendet, das normalerweise aus Polymeren wie Agarose besteht. Das Gel wird in eine Pufferlösung getaucht, die ein elektrisches Feld leitet. Die interessierende DNA-Probe wird zunächst mit Restriktionsenzymen fragmentiert und dann in das Gel injiziert. Wenn das elektrische Feld eingeschaltet wird, wandern die DNA-Fragmente im Gel zur positiven Elektrode. Wenn die DNA-Fragmente unterschiedliche Größen aufweisen, sind die Migrationszeiten für jedes Fragment unterschiedlicher Größe. Die Fragmente werden dann mit einem Farbstoff oder Autoradiographie sichtbar gemacht und sind als Banden im Gel sichtbar.
Kontamination der Probe
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Die Elektrophorese wird hauptsächlich als Werkzeug zur Analyse von DNA in der Molekularbiologie verwendet, wird aber auch in der Forensik zur Identifizierung von Proben von einem Tatort verwendet. Es ist wichtig, dass Fehlerquellen bei dieser Technik minimiert werden, um genaue Ergebnisse zu erhalten. Eine Fehlerquelle ist die Kontamination der DNA-Probe. Wenn die Probe Fremd-DNA enthält, weist das Gel mehr Banden auf als in einem Gel, das nur die gereinigte Probe enthält.
Probleme mit Gel, Strom und Puffer
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Auch die Konzentration des Gels muss stimmen, um Fehler zu vermeiden. Ist die Konzentration zu hoch oder zu niedrig, wandern die Fragmente entweder zu langsam oder zu schnell. Dies führt zu Fehlern bei der Auflösung der verschiedenen Bänder. Während des Elektrophoreselaufs muss darauf geachtet werden, dass die Spannung konstant ist. Jegliche Spannungsschwankungen führen zu einer unstetigen Wanderung von DNA-Fragmenten, was zu Fehlern beim Ablesen der Banden führt. Die Pufferlösung muss auch die richtige Zusammensetzung haben, da ein Puffer mit einem falschen pH-Wert oder einer falschen Ionenkonzentration die Form der DNA-Fragmente und damit auch ihre Migrationszeiten verändert.
Richtige Visualisierung
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Am wichtigsten ist, dass das Gel richtig visualisiert werden muss. Wenn die Konzentration des Farbstoffs oder der radioaktiven Sonde, die zur Visualisierung der Proben verwendet wird, zu hoch ist, wird das resultierende Bild sehr unübersichtlich, da auch Restfragmente sichtbar gemacht werden. Bei zu geringer Gelkonzentration erfolgt keine Visualisierung. Wenn in allen Phasen die richtigen Verfahren eingehalten wurden, liefert die Gelelektrophorese genaue Ergebnisse, die mit großer Sicherheit verwendet werden können. Wie bei allen wissenschaftlichen Verfahren kann auch die Gelelektrophorese fehleranfällig sein, diese können jedoch bei richtiger Vorbereitung und Handhabung minimiert werden.