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Transkript PCR – Vervielfältigung von DNA

Hallo! Ich werde euch heute die Polymerase-Kettenreaktion oder auch einfach PCR-Methode erklären. Dazu müsst ihr schon wissen, wie die DNA aufgebaut ist und wie die DNA-Replikation funktioniert. Die Polymerase-Kettenreaktion dient der Vervielfältigung eines bestimmten DNA-Abschnittes und wird zum Beispiel gebraucht, wenn man eine DNA-Analyse durchführen will und nicht genügend DNA vorhanden ist. Sie beruht auf einem sich wiederholenden dreiteiligen Zyklus, der sich aus der Denaturierung, der Hybridisierung und der Polymerisation zusammensetzt. Bei der Denaturierung wird die Ausgangs-DNA bei 94 °C vom DNA-Doppelstrang in 2 komplementäre DNA-Einzelstränge getrennt. Die DNA denaturiert bei dieser hohen Temperatur. Beim nächsten Schritt, der Hybridisierung, wird die Temperatur auf 55 °C gesenkt. Hier siehst du die Basensequenz des Leit- und Folgestrangs der Denaturierung. Nun werden Primer hinzugegeben. Das sind künstlich hergestellte Nukleotidsequenzen. Sie binden an die Anfangsstelle des DNA-Abschnittes, das 3'-Ende. Die Voraussetzung dafür ist, dass man die Basensequenz des Abschnittes bereits kennt, damit die Primer auch wirklich aus den komplementären Basen des Stranganfangs bestehen. Die gebundenen Primer dienen nun als Ansatzstelle für die zugeführten Polymerasen. Nun zum letzten Schritt, der Polymerisation: Wie ihr bereits aus der DNA-Replikation wisst, verknüpfen Polymerasen die Nukleotide, die über die komplementären Basen an den Einzelstrang anlagern. Bei der PCR-Methode ist die Polymerase eine hitzestabile Taq-Polymerase. Taq-Polymerasen kommen aus Bakterien, die in heißen Quellen leben. Polymerasen haben bei 72 °C ihre ideale Arbeitstemperatur, überstehen aber auch höhere Temperaturen wie zum Beispiel die 94 °C in der ersten Phase. Deshalb ist die Taq-Polymerase gut geeignet. Eine andere DNA-Polymerase würde in der ersten Phase zerstört werden und müsste bei jeder Wiederholung des Zyklus neu hinzugegeben werden. Bei der Polymerisation binden also die Taq-Polymerasen mithilfe der Primer an die DNA-Einzelstränge und verknüpfen die restlichen Nukleotide an die komplementären Abschnitte der DNA-Stränge. Am Ende dieses Zyklus sind nun 2 DNA-Doppelstränge des DNA-Abschnittes vorhanden. Durch ständige Wiederholung dieser 3 Schritte wird mit jedem Zyklus die Anzahl der DNA-Doppelstränge erhöht. Dabei wird immer aus jedem DNA-Einzelstrang ein neuer DNA-Doppelstrang. Somit lassen sich winzige Mengen an DNA durch die Polymerase-Kettenreaktion in kürzester Zeit sehr schnell vervielfältigen. Der Begriff Kettenreaktion beschreibt, dass für jeden Zyklus auch die Produkte des vorherigen Zyklus als Vorlage dienen. So, in diesem Film hast du gelernt, wie man durch die PCR-Methode, die aus Denaturierung, Hybridisierung und Polymerisation besteht, die DNA vervielfachen kann. Das war es für heute.

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4 Kommentare
  1. Serpil

    Hallo Lena,
    du hast vollkommen recht. Man spricht bei der Denaturierung davon, dass die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den DNA-Strängen aufgebrochen werden und so die DNA-Doppelstränge zu Einzelsträngen aufgetrennt werden.

    Von Serpil Kilic, vor etwa einem Jahr
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    Ich bin mir nicht ganz sicher, aber die DNA an sich denaturiert doch nicht. Sind es nicht eher die Wasserstoffbrückenbindungen?

    Von Lena Pfannebecker, vor mehr als einem Jahr
  3. Default

    Gutes Video!

    Von Hdiekaemper, vor mehr als einem Jahr
  4. Default

    easy

    Von Dellabellagiano, vor fast 3 Jahren