DNS buchstabieren, Sequenzierung

Jede Farbe entspricht einer DNA-Base. Bild: CanStockPhoto

Will der Gentechniker ein Gen buchstabieren, muss er das Gen zuerst kopieren. Auch die ersten Schritte der Sequenzierung sind sehr ähnlich wie beim Kopieren. Wie das funktioniert, kannst du im Kapitel 'Gene kopieren: Polymerase-Kettenreaktion' nachlesen.

Das braucht es für die Sequenzierung:

  • viele Kopien des Gens, das buchstabiert werden soll.
  • Primer: kurze, einsträngige DNS-Stücke, die mit dem Anfang des Gens identisch sind. Die Primer sind mit einem Stoff radioaktiv markiert.
  • DNS-Polymerase: der Kopierer.
  • Viele Bausteine A, C, G und T.

Das alles wird in 4 Röhrchen verteilt, die mit den Buchstaben A, C, G und T beschriftet sind. Nun gibt der Gentechniker in jedes Röhrchen einen Stop-Baustein: ins erste A-Stop, ins zweite C-Stop, G-Stop ins dritte und T-Stop ins letzte.

Sobald die DNS-Polymerase einen Stop-Baustein angehängt hat, bricht der Kopiervorgang ab und es kann kein weiterer Baustein mehr angehängt werden.

Unterschiedlich lange DNS-Kopien entstehen

Genau wie beim normalen Kopieren (Polymerasen-Kettenreaktion) stellt man die vier Röhrchen wieder in ein Gerät, bei dem die Temperatur verstellt werden kann.

  • 94°C: die beiden Stränge trennen sich.
  • 60°C: Die markierten Primer lagern sich an.
  • 72°C: der Gen-Kopierer (DNS-Polymerase) beginnt zu arbeiten und fügt einen Baustein nach dem anderen an.

Aber im Unterschied zum normalen Kopieren wird manchmal ein Stop-Baustein eingefügt. Jedes Mal wenn das passiert, bricht der Kopiervorgang ab. Auf diese Weise entstehen im A-Röhrchen unterschiedlich lange DNS-Stücke, die aber alle mit einem A-Stop enden. Das gleiche gilt für die anderen 3 Röhrchen.

Der Grösse nach sortieren

Mit der Gel-Elektrophorese sortiert der Gentechniker nun diese DNS-Stückchen der Länge nach (DNS in Stücke schneiden). Das Röhrchen A gibt er in eine Bande des Gels, das Röhrchen C in eine zweite, G in die dritte und T in die letzte.

Sobald die Sortierung beendet ist, kann er dank der markierten Primer eine Art Röntgenfilm des Gels herstellen. In der Bande von Röhrchen A hat es unterschiedlich lange DNS-Stücke, die alle mit A enden. Das gleiche gilt für die drei anderen Banden.

Jetzt kann er das Gel von unten nach oben lesen: Ist das kürzeste DNS-Stück in der Bande von Röhrchen C, notiert er sich ein C. Das zweitkürzeste ist in der Bande von Röhrchen G - er notiert sich ein G usw. bis alle Buchstaben des Gens aneinandergereiht sind.

Video zum Text

Für weitere Informationen lies auch den Artikel "DNA kann man lesen: Mit der DNA-Sequenzierung".

Dieser Inhalt stammt von der ehemaligen Website gene-abc.ch, die im Jahr 2016 in die Website SimplyScience.ch integriert wurde. Das Gene ABC war eine Initiative des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF) und wird seit 2016 von der SimplyScience Stiftung weitergeführt.