background image

 

LAB IV_ GENETYKA_Laboratorium_2013_14 

Teoria 

Elektroforeza DNA w 

ż

elach 

 

  Elektroforeza  w 

ż

elach  jest technik

ą

 stosowan

ą

 standardowo  przy  rozdziale, analizie  i  

oczyszczaniu  kwasów  nukleinowych.  Po  umieszczeniu  w  polu  elektrycznym cz

ą

steczki 

te migruj

ą

 w 

ż

elu zgodnie ze swym ładunkiem, przy czym szybko

ść

 migracji zale

ż

y od 

wielko

ś

ci i kształtu cz

ą

steczki. Elektroforeza w 

ż

elach jest poł

ą

czeniem techniki rozdziału w 

polu elektrycznym z metod

ą

 s

ą

czenia molekularnego. Powszechnie stosuje si

ę

 dwa rodzaje 

ż

eli:  agarozowe   i akryloamidowe. Elektroforez

ę

 mo

ż

emy prowadzi

ć

 w warunkach 

natywnych b

ą

d

ź

 denaturuj

ą

cych.  

Elektroforeza w 

ż

elach agarozowych.  

  Elektroforeza  w 

ż

elach  agarozowych,   jako  metoda  szybka  i prosta, znalazła 

powszechne zastosowanie.   Zdolno

ść

 rozdzielcza   

ż

elu  zale

ż

y  od  st

ęż

enia  agarozy, 

determinuj

ą

cego wielko

ść

 porów w 

ż

elu. Standardowo stosuje si

ę

 

ż

ele 1 %. Do rozdziału 

cz

ą

steczek   mniejszych   (0.5-2.0  kb) u

ż

ywa  si

ę

 

ż

eli  bardziej  st

ęż

onych  1,4-2%,  a do 

rozdziału  cz

ą

steczek  wi

ę

kszych  (10-20  kb  i  wi

ę

kszych) 

ż

eli  o  st

ęż

eniu  mniejszym,  0,5- 

0,7%. Podczas elektroforezy w 

ż

elach agarozowych nast

ę

puje równie

ż

 rozdział cz

ą

steczek o  

tej  samej  wielko

ś

ci,  lecz  ró

ż

ni

ą

cych  si

ę

 kształtem  np.  rozdział  trzech  ró

ż

nych  form 

plazmidu: CCC (ang. covalently closed circle), liniowej i OC (ang. open circle).  

  Elektroforeza  musi  by

ć

 przeprowadzana w  odpowiednim   buforze.  Najcz

ęś

ciej 

stosowanym buforem jest TAE ( Tris-octan, EDTA) lub TBE ( Tris-boran, EDTA). Przed 

naniesieniem  na 

ż

el  próbki  zawiesza  si

ę

 w  buforze  zawieraj

ą

cym  „obci

ąż

nik”  (glicerol, 

Ficoll  lub sacharoza)  oraz  barwnik  umo

ż

liwiaj

ą

cy   

ś

ledzenie  przebiegu   elektroforezy w 

ż

elu (Xylene  cyanol  niebieski,  fioletowy Bromophenol  blue  lub  pomara

ń

czowy Orange  

G). DNA w 

ż

elu mo

ż

na uwidoczni

ć

 dzi

ę

ki barwieniu zwi

ą

zkiem interkaluj

ą

cym - bromkiem 

etydyny, lub specyficznymi barwinkami (w naszym przypadku GelRed)  który fluoryzuje w 

ś

wietle UV. 

Elektroforeza w 

ż

elach poliakryloamidowych  

  

Ż

el poliakryloamidowy powstaje przez polimeryzacj

ę

 monomerów akryloamidu w  

długie ła

ń

cuchy z wytworzeniem wi

ą

za

ń

 poprzecznych przez bisakryloamid. W reakcji tej  

konieczna   jest obecno

ść

 odpowiedniego  katalizatora  (PERS)   i zwi

ą

zku  inicjuj

ą

cego 

reakcj

ę

 (TEMED).  Wielko

ść

 porów  w 

ż

elu  zale

ż

y od  stosunku  st

ęż

enia  akryloamidu  do 

bisakryloamidu.  

Ż

ele  poliakryloamidowe stosuje  si

ę

 przy  rozdziale  fragmentów   o 

wielko

ś

ci od 6 bp (20%  poliakryloamid)   do 1000  bp (1kbp) (3%  poliakryloamid)   oraz  

przy rozdziale jednoniciowych cz

ą

steczek DNA (np. podczas sekwencjonowania). Do 

background image

 

elektroforezy stosuje si

ę

 bufor TEB (Tris, EDTA, boran). DNA w  

ż

elu uwidacznia si

ę

 poprzez 

barwienie bromkiem etydyny,  

Elektroforeza w 

ż

elach denaturuj

ą

cych  

Szybko

ść

 migracji w 

ż

elu jednoniciowych cz

ą

steczek DNA zale

ż

y nie tylko od ich  

wielko

ś

ci i ładunku, ale równie

ż

 w du

ż

ym stopniu od ich struktury drugorz

ę

dowej. Aby  

dokładnie okre

ś

li

ć

 wielko

ść

 takich cz

ą

steczek, nale

ż

y wyeliminowa

ć

 ró

ż

nice w szybko

ś

ci  

migracji wywołane ró

ż

n

ą

 konformacj

ą

 cz

ą

steczki. Mo

ż

na to osi

ą

gn

ąć

 stosuj

ą

c  

elektroforez

ę

 w 

ż

elach denaturuj

ą

cych. S

ą

 to najcz

ęś

ciej  

ż

ele akryloamidowe, w których  

czynnikiem denaturuj

ą

cym jest mocznik. Takie  

ż

ele stosuje si

ę

 mi

ę

dzy innymi przy  

analizie jednoniciowych fragmentów DNA podczas sekwencjonowania.  

Przed naniesieniem próbki na  

ż

el denaturuj

ą

cy konieczne jest odpowiednie jej  

zdenaturowanie. Najcz

ęś

ciej osi

ą

ga si

ę

 to przez dodanie formamidu i odpowiednie  

podgrzanie. 

Markery wielko

ś

ci: 

Powszechnie u

ż

ywanymi standardami s

ą

  preparaty DNA bakteriofaga 

λ

 strawione 

odpowiednimi kombinacjami endonukleaz restrykcyjnych lub mieszanina fragmentów o 

znanej długo

ś

ci (np. DNA Ladder Mix i 100bp DNA Ladder Plus z firmy Fermentas). 

       

   10kb gene ruler 

Opracowała dr Dominika Włoch-Salamon na podstawie 

(na podstawie skryptu http://www.igib.uw.edu.pl) 

PYTANIA: 

1.  Od czego zale

ż

y szybko

ść

 migracji cz

ą

stek w elektroforezie? 

2.  Czy te same fragmenty DNA mo

ż

na analizowa

ć

 w 

ż

elach agarozowych i 

poliakryloamidowych? 

3.  W jaki sposób „uwidaczniamy próbk

ę

 DNA w 

ż

elu po elektroforezie? 

4.  Do czego słu

ż

y marker wielko

ś

ci oraz „obci

ąż

nik”? 

 

 

 

background image

 

Ć

wiczenia praktyczne 

Wykonaj 

ć

wiczenie zgodnie z opisem z lab.2 i 3 

1. Próbki z lab.2. sprawdzenie ci

ę

cia restrykcyjnego. (str.9. skrypt lab.2.). 

Dodatkowo (je

ś

li jest mo

ż

liwo

ść

 nałó

ż

 prób

ę

 zawieraj

ą

c

ą

 DNA nie poci

ę

tego plazmidu) 

Drabina 

λ

 EcoRI/HindIII 

2. Próbki z lab.3. - Identyfikacja płci u ptaków metod

ą

 PCR.(str. 4. skryp lab.3.) 

 

RAPORT: 

(ka

ż

dy przygotowuje indywidualnie!)  

Imi

ę

 Nazwisko……………… 

1. Lab.2. Ci

ę

cie plazmidu pRS416. W przygotowanej poni

ż

ej ramce, naszkicuj wynik 

elektroforezy agarozowej swoich prób.  

a)  Podpisz wyniki analizowanych prób. Sprawd

ź

 czy wynik elektroforezy zgadza si

ę

 z 

twoimi przewidywaniami (zad. „planowanie ci

ę

cia restrykcyjnego”) 

b)  Jak w

ę

drował plazmid nie poci

ę

ty? Poci

ę

ty enzymami pojedynczo i oboma na raz?  

 

UWAGI: 

 

 

 

 

 

 

 

Marker wielkości 

 

 

 

 

 

 

background image

 

2. Lab.3 – wynik reakcji PCR. W przygotowanej poni

ż

ej ramce, naszkicuj wynik 

elektroforezy agarozowej swoich prób.  

       Drabina Euro Perfect 100-1000 

a) Na podstawie wyników okre

ś

l płe

ć

 ptaków których próby badałe

ś

/ła

ś

b)Jaki jest wynik kontroli negatywnej? 

c) Je

ś

li nie otrzymałe

ś

/ła

ś

 wyników zastanów si

ę

 gdzie mogłe

ś

/ła

ś

 popełni

ć

 bł

ą

d? 

UWAGI: 

 

 

 

 

 

 

Marker wielkości