Gelelektroforese av DNA i Biologi 2

FramgangsmåteTeoriSensorspørsmålBegreper

Gelelektroforese er en grunnleggende bioteknologi-metode som skiller DNA-fragmenter etter størrelse. Du legger prøver i en gel, setter på spenning, og DNA vandrer mot plusspolen fordi det er negativt ladet. Her får du framgangsmåten, hvorfor små fragmenter vandrer lengst, og hvordan metoden brukes i DNA-analyse og slektskap.

Hensikt

Skille DNA-fragmenter etter størrelse ved gelelektroforese, og forklare hvorfor og hvordan fragmentene vandrer.

Hypotese

DNA-fragmentene vandrer mot pluss-polen fordi DNA er negativt ladet. Små fragmenter vandrer lengst fordi de beveger seg lettere gjennom gelen.

HMS og sikkerhet

Før du starter

• Fargestoffer til DNA kan være helseskadelige – bruk hansker og følg skolens rutiner.
• Elektroforese bruker strøm – ikke ta på gelen mens spenningen er på.
• Kast gel og buffer som anvist.

Utstyr du trenger

• Agarosegel og gelkar
• Elektroforese-buffer
• Strømkilde (elektroforese)
• Mikropipette og pipettespisser
• DNA-prøver og størrelsesmarkør (stige)
• Ladefargestoff
• Fargestoff for å se DNA

Framgangsmåte – steg for steg

Framgangsmåte: last DNA i brønner, sett på spenning, farg gelen.

1. Lag en agarosegel med brønner og legg den i kar med buffer.
2. Bland DNA-prøvene med ladefargestoff og pipetter dem i hver sin brønn.
3. Pipetter en størrelsesmarkør (stige) i én brønn.
4. Koble til strøm: brønnene mot minus, så DNA vandrer mot pluss.
5. La fragmentene vandre til fargefronten er kommet et stykke.
6. Slå av strømmen, farg gelen og se båndene.
7. Sammenlign prøvenes bånd med markøren for å anslå fragmentstørrelsene.

Observasjoner og resultater

Små fragmenter vandrer lengst; markøren er målestokk.

DNA-fragmentene danner bånd i gelen. Små fragmenter har vandret langt (nær pluss-polen), store fragmenter har vandret kort. Ved å sammenligne med størrelsesmarkøren kan du anslå hvor mange basepar hvert bånd har. Ulike prøver gir ulike båndmønstre, som kan brukes til å sammenligne DNA.

Teorien bak

DNA er negativt ladet på grunn av fosfatgruppene. I et elektrisk felt vandrer det derfor mot den positive elektroden. Gelen virker som en sil: små fragmenter beveger seg lett gjennom porene og vandrer langt, mens store fragmenter henger igjen og vandrer kort. Vandringen avhenger altså av fragmentenes størrelse (når ladning per lengde er lik for alt DNA).

Metoden brukes mye i bioteknologi: DNA-profilering (slektskap, rettsmedisin), kontroll av PCR-produkter og genetisk forskning. En størrelsesmarkør med kjente fragmentstørrelser brukes som målestokk.

Typiske problemstillinger sensor stiller

Hvorfor vandrer DNA mot pluss-polen?

Fordi DNA er negativt ladet (fosfatgruppene). I et elektrisk felt trekkes negative ioner mot den positive elektroden.

Hvorfor vandrer små fragmenter lengst?

Gelen virker som en sil. Små fragmenter slipper lett gjennom porene og kommer langt; store fragmenter henger igjen og vandrer kort.

Hva er hensikten med størrelsesmarkøren?

Den inneholder DNA-fragmenter med kjente størrelser og brukes som målestokk for å anslå størrelsen på prøvenes bånd.

Hva bestemmer hvor langt et fragment vandrer?

Hovedsakelig størrelsen (antall basepar), siden ladning per lengde er omtrent lik for alt DNA. Også gelkonsentrasjon, spenning og tid spiller inn.

Hva brukes gelelektroforese til i praksis?

DNA-profilering (slektskap, rettsmedisin), kontroll av PCR-produkter og genforskning – overalt der man vil sammenligne eller størrelsesbestemme DNA.

Hvorfor blander du prøven med ladefargestoff?

Fargestoffet gjør prøven tyngre så den synker i brønnen, og lar deg følge hvor langt vandringen har kommet.

Hva er et basepar?

To baser som parer seg i DNA (A–T og G–C). Fragmentstørrelse oppgis i antall basepar (bp).

Hvorfor får ulike personer ulike båndmønstre?

Fordi DNA-sekvensene varierer mellom individer, så fragmentene får ulik lengde og dermed ulikt mønster – grunnlaget for DNA-profilering.

Sensortips – slik imponerer du

Slik får du toppkarakter

• Forklar DNA-ets ladning og vandringsretning.
• Forklar gelen som en sil (størrelsesseparasjon).
• Bruk størrelsesmarkøren til å tolke båndene.
• Koble metoden til konkret bruk (slektskap, rettsmedisin).
• Nevn en feilkilde (for høy spenning, dårlig brønn).

Slik vurderer sensor

Det som gir karakter 6

• Riktig forklaring av ladning og vandring.
• Forståelse av størrelsesseparasjon i gelen.
• Bruk av størrelsesmarkør i tolkningen.
• Kobling til bioteknologisk anvendelse.
• Vurdering av feilkilder.

Typiske elevfeil å unngå

Vanlige feil

• Sier at DNA vandrer mot minus.
• Tror store fragmenter vandrer lengst.
• Glemmer størrelsesmarkøren.
• Forklarer ikke hvorfor DNA er ladet.
• Tar på gelen mens strømmen er på.

Feilkilder

• For høy spenning gir varme og uskarpe bånd.
• Søl mellom brønner gir blandede prøver.
• Feil gelkonsentrasjon skiller fragmentene dårlig.
• For kort/lang kjøretid.

Variasjoner av forsøket

• Kjør PCR-produkter og sammenlign med en stige.
• Sammenlign DNA fra «mistenkte» i et oppdiktet rettsmedisinsk scenario.
• Varier gelkonsentrasjonen og se hvordan separasjonen endres.

Sentrale begreper

• Gelelektroforese – Metode som skiller DNA-fragmenter etter størrelse i et elektrisk felt.
• Agarosegel – Geléaktig sil som DNA vandrer gjennom.
• Størrelsesmarkør – DNA-stige med kjente fragmentstørrelser brukt som målestokk.
• Basepar (bp) – Enhet for DNA-lengde (A–T eller G–C).
• DNA-profilering – Sammenligning av DNA-mønstre, f.eks. til slektskap.
• Fosfatgruppe – Den negativt ladede delen av DNA-ryggraden.

Kompetansemål forsøket dekker

• Gjøre rede for sentrale bioteknologiske metoder, inkludert gelelektroforese, og bruken av dem.
• Planlegge og gjennomføre forsøk og tolke resultatene.

Ofte stilte spørsmål

Hvorfor agarosegel?

Agarose danner et nettverk med porer som fungerer som en sil for DNA-fragmenter av ulik størrelse.

Hva om alle bånd er på samme sted?

Da har fragmentene lik størrelse, eller separasjonen er for dårlig (feil gelkonsentrasjon eller for kort kjøretid).

Hvordan ser jeg DNA-et?

DNA er fargeløst, så gelen farges med et DNA-bindende fargestoff som gjør båndene synlige under egnet lys.

Kan jeg størrelsesbestemme nøyaktig?

Du kan anslå størrelsen ved å sammenligne med markøren. Nøyaktigheten avhenger av hvor mange markørbånd du har i nærheten.

Hva må være med i labrapporten?

Hensikt, hypotese, utstyr, framgangsmåte, bilde/skisse av gelen, tolkning mot markøren, feilkilder og konklusjon.

Klar for muntlig-praktisk?

Øv på flere Biologi 2-forsøk og eksamensoppgaver med fasit.

Gå til Biologi 2

Relaterte sider

ProteinsynteseArvelige trekkGenetisk driftBiologi 2Alle Biologi 2-forsøkBiologi 1-forsøkEksamensoppgaver med fasit