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PCR Polymerase-Kettenreaktion Polymerase Chain Reaction.

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Präsentation zum Thema: "PCR Polymerase-Kettenreaktion Polymerase Chain Reaction."—  Präsentation transkript:

1 PCR Polymerase-Kettenreaktion Polymerase Chain Reaction

2 Die PCR ist eine M ö glichkeit Abschnitte einer DNA k ü nstlich zu vervielf ä ltigen Die PCR ist eine M ö glichkeit Abschnitte einer DNA k ü nstlich zu vervielf ä ltigen

3 PCR Kary MULLIS (1993 Nobelpreis für Chemie) Kary MULLIS (1993 Nobelpreis für Chemie)

4 DNA-Polymerase In allen Lebewesen Verdoppelt DNA vor Zellteilungen Erzeugt einen Komplementär- strang an geöffneter DNA

5 Durchführung Vervielfältigung eines kurzen, genau definierten Teils eines DNA- Stranges (Gen, Teile eines Gens, nicht codierende Sequenzen) Vervielfältigung eines kurzen, genau definierten Teils eines DNA- Stranges (Gen, Teile eines Gens, nicht codierende Sequenzen)

6 Was wird gebraucht: Die zu vervielfältigende Original-DNA Die zu vervielfältigende Original-DNA Zwei Primer (Starthilfen) für Anfang und Ende der Sequenz Zwei Primer (Starthilfen) für Anfang und Ende der Sequenz Polymerasen um den Abschnitt zu kopieren Polymerasen um den Abschnitt zu kopieren Nukleotide zum Bau der Kopie-Sequenzen Nukleotide zum Bau der Kopie-Sequenzen

7 Der Ablauf Jeder PCR-Prozesss besteht aus einer Serie von Zyklen. Jeder PCR-Prozesss besteht aus einer Serie von Zyklen. Jeder Zyklus besteht aus 3 Schritten Jeder Zyklus besteht aus 3 Schritten

8 1. Schritt: Schmelzen Die DNA wird auf 96 o C erhitzt, dabei werden die Basenpaar- bindungen aufgebrochen. Die DNA wird auf 96 o C erhitzt, dabei werden die Basenpaar- bindungen aufgebrochen. Die DNA ist nun in 2 Einzelstränge getrennt (Melting) Die DNA ist nun in 2 Einzelstränge getrennt (Melting)

9 2. Schritt: Anlagern Nach Trennung der Stränge wird die Temperatur auf 68 o C gesenkt. Nach Trennung der Stränge wird die Temperatur auf 68 o C gesenkt. Jetzt lagern sich die Primer an die einzelnen Stränge an (Annealing). Jetzt lagern sich die Primer an die einzelnen Stränge an (Annealing).

10 3. Schritt: Verlängerung Bei 72 o C beginnt die DNA- Polymerase an den angelagerten Primern mit dem Anbau neuer komplementärer Stränge (Elongation) Bei 72 o C beginnt die DNA- Polymerase an den angelagerten Primern mit dem Anbau neuer komplementärer Stränge (Elongation)

11 Taq-Polymerase von Thermus aquaticus Verwendet wird eine hitzestabile DNA- Polymerase aus dem Bakterium Thermophilus aquaticus Verwendet wird eine hitzestabile DNA- Polymerase aus dem Bakterium Thermophilus aquaticus

12 Vervielf ä ltigung Durch häufiges Wiederholen dieses Vorganges wird eine exponentielle Vervielfältigung (Amplifizierung) dieses DNA Abschnittes erreicht. Durch häufiges Wiederholen dieses Vorganges wird eine exponentielle Vervielfältigung (Amplifizierung) dieses DNA Abschnittes erreicht.

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15 Thermocycler

16 Elektrophorese Die Trennung der vermehrten DNA- Sequenzen

17 Schema zur Gensortierung Durch PCR vermehrte Gensequenzen Gensequenzen nach Größe sortiert JG

18 Elektrophorese mit Agar-Gel

19 Die Länge des PCR-Produkts kann durch einen Vergleich mit einer DNA- Leiter, die DNA-Fragmente bekannter Größe enthält und parallel zur Probe im Gel mitläuft, bestimmt werden. Die Länge des PCR-Produkts kann durch einen Vergleich mit einer DNA- Leiter, die DNA-Fragmente bekannter Größe enthält und parallel zur Probe im Gel mitläuft, bestimmt werden.

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21 Elektrophorese von PCR vervielfältigter DNA-Fragmente. (1) Vater, (2) Kind, (3) Mutter. Das Kind hat Teile der Fingerabdrücke der beiden Elternteile geerbt wodurch es über einen eigenen, einzigartigen Fingerabdruck verfügt.

22 Anwendung Gerichtsmedizin (Forensik) Gerichtsmedizin (Forensik) Vaterschaftstest Vaterschaftstest Krankheitsnachweis Krankheitsnachweis Stammbaumanalyse Stammbaumanalyse Nachweis gentechnischer Veränderungen Nachweis gentechnischer Veränderungen Klonierung von Genen Klonierung von Genen Analyse fossiler DNA Analyse fossiler DNA

23 Thank you for your attention Thank you for your attention

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